Brevet FR3132147A1 — publié le 20230728

Un procédé surveille des tensions aux bornes de cellules de stockage d’énergie électrique faisant partie d’une batterie cellulaire équipant un système. Ce procédé comprend une étape (10-40) dans laquelle, lorsque dans une phase de décharge de la batterie cellulaire l’une au moins des tensions déterminées dépasse au moins un premier seuil choisi, on effectue dans le système au moins une action fonction du dépassement. Fig. 3 SURVEILLANCE DE SURTENSIONS DE CELLULES D’UNE BATTERIE CELLULAIRE D’UN SYSTÈME Domaine technique de l’invention L’invention concerne les systèmes comprenant au moins une batterie cellulaire alimentant en énergie électrique au moins une machine électrique, et plus précisément la surveillance au sein de tels systèmes des surtensions des cellules des batteries cellulaires. Etat de la technique Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement de type automobile), comprennent au moins une machine électrique alimentée en énergie électrique par une batterie cellulaire, c’est-à-dire comprenant au moins deux cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). On notera que dans des véhicules ces batteries cellulaires sont généralement des batteries dites « principales » (ou de traction) chargées d’alimenter en courant électrique un réseau de bord de leur véhicule, via un convertisseur, et au moins une machine motrice électrique du groupe motopropulseur (ou GMP). Mais, au moins dans les véhicules, ces batteries cellulaires pourraient être des batteries dites « de servitude » de type très basse tension (typiquement entre 12 V et 48 V) et chargées d’alimenter en courant électrique un réseau de bord du véhicule en l’absence de batterie principale (et donc de machine motrice électrique) ou bien à la place ou en complément d’une batterie principale du véhicule. Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique. Comme le sait l’homme de l’art, dans une batterie cellulaire l’une au moins des cellules peut parfois faire l’objet d’une surtension, notamment lors d’une phase de décharge. On entend ici par « cellule ayant une surtension » une cellule ayant une tension plus forte que la plupart des autres cellules identiques de sa batterie cellulaire, et donc ayant une forte probabilité de faire l’objet d’un vieillissement prématuré. Ces surtensions sont de nature à réduire la durée de vie des cellules de la batterie cellulaire, et peuvent provoquer, lorsque leur durée est relativement importante, des dégradations qui peuvent être à l’origine d’un incendie dans le véhicule et/ou d’une électrocution de passager(s). Il a été proposé dans le document brevet US-A1 6,992,463 de surveiller les tensions des cellules, afin d’isoler la batterie cellulaire de la machine électrique en cas de détection d’une surtension au niveau d’une cellule, pour éviter que la batterie cellulaire prenne feu. Un inconvénient de cette solution réside dans le fait que la détection d’une surtension induit un arrêt immédiat du fonctionnement du système (et donc une immobilisation dans le cas d’un véhicule) et l’intervention sur site d’au moins un technicien d’un service après-vente, ce qui s’avère pénalisant pour les usagers de ce système puisque soudainement ils ne peuvent plus l’utiliser. Cela est d’autant plus dommage que la dégradation d’une cellule est progressive et relativement lente. Il existe donc un réel besoin de détecter la dégradation d’une cellule de batterie cellulaire d’un système et d’informer les usagers de ce système avant que ce dernier ne soit arrêté par l’isolement de sa batterie cellulaire. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un procédé de surveillance destiné à être mis en œuvre dans un système comprenant une machine électrique alimentée en énergie électrique par une batterie cellulaire comportant N cellules de stockage d’énergie électrique, avec N > 1, et N capteurs déterminant respectivement N tensions aux bornes de ces N cellules. Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, lorsque dans une phase de décharge de la batterie cellulaire l’une au moins des tensions déterminées dépasse au moins un premier seuil choisi, on effectue dans le système au moins une action fonction du dépassement. L’expression « fonction du dépassement » signifie ici fonction de l’amplitude du dépassement. Ainsi, en cas de surtension on peut désormais définir des niveaux de gravité fonction de l’amplitude du dépassement, ce qui permet d’éviter que la batterie cellulaire soit isolée de la machine électrique sans qu’au moins une autre action ait été préalablement réalisée dans le système. Le procédé de surveillance selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans son étape on peut effectuer dans le système au moins une action fonction du dépassement lorsque l’une au moins des tensions déterminées dépasse au moins le premier seuil choisi pendant une durée choisie fonction du dépassement ; - dans son étape, lorsque le dépassement est supérieur au premier seuil s1 et inférieur ou égal à un deuxième seuil choisi supérieur au premier seuil, on peut effectuer dans le système au moins une première action consistant à générer une alerte d’un usager du système d’un besoin de faire vérifier la batterie cellulaire et fonction du dépassement, et lorsque le dépassement est supérieur au moins au deuxième seuil, on peut effectuer dans le système la première action et au moins une autre action choisie dans un groupe comprenant une réduction d’une puissance électrique fournie par la batterie cellulaire à la machine électrique et un isolement de la batterie cellulaire de la machine électrique ; - en présence de la dernière option, dans son étape, lorsque le dépassement est supérieur au deuxième seuil et inférieur ou égal à un troisième seuil supérieur au deuxième seuil, on peut effectuer dans le système la première action et une deuxième action consistant à réduire la puissance électrique fournie par la batterie cellulaire à la machine électrique, et lorsque le dépassement est supérieur au troisième seuil, on peut effectuer dans le système les première et deuxième actions et une troisième action consistant à isoler la batterie cellulaire de la machine électrique ; - également en présence de la dernière option, dans son étape, lorsque l’une au moins des tensions déterminées dépasse le premier seuil, on peut effectuer dans le système au moins une autre première action consistant à enregistrer un code défaut représentatif du dépassement ; - en présence de l’une des deux dernières sous-options, dans son étape, i) on peut cesser d’isoler la batterie cellulaire de la machine électrique lorsque le dépassement devient inférieur au troisième seuil mais est supérieur à un quatrième seuil supérieur au deuxième seuil pendant une durée choisie, ii) on peut cesser de réduire la puissance électrique fournie lorsque le dépassement devient inférieur au deuxième seuil mais est supérieur à un cinquième seuil supérieur au premier seuil pendant une autre durée choisie, et iii) on peut cesser de générer l’alerte lorsque le dépassement devient inférieur à un sixième seuil inférieur au premier seuil pendant encore une autre durée choisie ; - également en présence de la dernière option, dans son étape on peut réduire la puissance électrique fournie en la faisant décroitre dans un intervalle de temps fonction du dépassement jusqu’à une valeur choisie fonction du dépassement. L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de surveillance du type de celui présenté ci-avant pour surveiller des tensions aux bornes de cellules de stockage d’énergie électrique faisant partie d’une batterie cellulaire équipant un système comprenant des capteurs déterminant respectivement ces tensions. L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un système comprenant une machine électrique alimentée en énergie électrique par une batterie cellulaire comportant N cellules de stockage d’énergie électrique, avec N > 1, et N capteurs déterminant respectivement N tensions aux bornes des N cellules. Ce dispositif de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque dans une phase de décharge de la batterie cellulaire l’une au moins des tensions déterminées dépasse au moins un premier seuil choisi, à déclencher la réalisation dans le système d’au moins une action fonction du dépassement. L’invention propose également un système comprenant, d’une part, une machine électrique alimentée en énergie électrique par une batterie cellulaire comportant N cellules de stockage d’énergie électrique, avec N > 1, et N capteurs déterminant respectivement N tensions aux bornes de ces N cellules, et, d’autre part, un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce système peut constituer un véhicule, éventuellement de type automobile, et dans lequel la machine électrique est une machine motrice appartenant à un groupe motopropulseur et produisant du couple pour le déplacer. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un système constituant un véhicule comprenant un GMP, à machine motrice électrique alimentée par une batterie cellulaire principale, et un dispositif de surveillance selon l’invention, illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de batterie comportant un dispositif de surveillance selon l’invention, et illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de surveillance selon l’invention. Procédé de surveillance pour un système (S) comprenant une machine électrique (MME) alimentée en énergie électrique par une batterie cellulaire (BP) comportant N cellules de stockage d’énergie électrique (CE), avec N > 1, et N capteurs déterminant respectivement N tensions aux bornes desdites N cellules (CE), caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-40) dans laquelle, lorsque dans une phase de décharge de ladite batterie cellulaire (BP) l’une au moins desdites tensions déterminées dépasse au moins un premier seuil choisi, on effectue dans ledit système (S) au moins une action fonction du dépassement. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) on effectue dans ledit système (S) au moins une action fonction dudit dépassement lorsque l’une au moins desdites tensions déterminées dépasse au moins ledit premier seuil choisi pendant une durée choisie fonction dudit dépassement. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40), lorsque ledit dépassement est supérieur audit premier seuil s1 et inférieur ou égal à un deuxième seuil choisi supérieur audit premier seuil, on effectue dans ledit système (S) au moins une première action consistant à générer une alerte d’un usager dudit système (S) d’un besoin de faire vérifier ladite batterie cellulaire (BP) et fonction dudit dépassement, et lorsque ledit dépassement est supérieur au moins audit deuxième seuil, on effectue dans ledit système (S) ladite première action et au moins une autre action choisie dans un groupe comprenant une réduction d’une puissance électrique fournie par ladite batterie cellulaire (BP) à ladite machine électrique (MME) et un isolement de ladite batterie cellulaire (BP) de ladite machine électrique (MME). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40), lorsque ledit dépassement est supérieur audit deuxième seuil et inférieur ou égal à un troisième seuil supérieur audit deuxième seuil, on effectue dans ledit système (S) ladite première action et une deuxième action consistant à réduire ladite puissance électrique fournie par ladite batterie cellulaire (BP) à ladite machine électrique (MME), et lorsque ledit dépassement est supérieur audit troisième seuil, on effectue dans ledit système (S) lesdites première et deuxième actions et une troisième action consistant à isoler ladite batterie cellulaire (BP) de ladite machine électrique (MME). Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40), lorsque l’une au moins desdites tensions déterminées dépasse ledit premier seuil, on effectue dans ledit système (S) au moins une autre première action consistant à enregistrer un code défaut représentatif dudit dépassement. Procédé selon la revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) i) on cesse d’isoler ladite batterie cellulaire (BP) de ladite machine électrique (MME) lorsque ledit dépassement devient inférieur audit troisième seuil mais est supérieur à un quatrième seuil supérieur audit deuxième seuil pendant une durée choisie, ii) on cesse de réduire ladite puissance électrique fournie lorsque ledit dépassement devient inférieur audit deuxième seuil mais est supérieur à un cinquième seuil supérieur audit premier seuil pendant une autre durée choisie, et iii) on cesse de générer ladite alerte lorsque ledit dépassement devient inférieur à un sixième seuil inférieur audit premier seuil pendant encore une autre durée choisie. Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’une des revendications 1 à 6 pour surveiller des tensions aux bornes de cellules de stockage d’énergie électrique (CE) faisant partie d’une batterie cellulaire (BP) équipant un système (S) comprenant des capteurs déterminant respectivement lesdites tensions. Dispositif de surveillance (DS) pour un système (S) comprenant une machine électrique (MME) alimentée en énergie électrique par une batterie cellulaire (BP) comportant N cellules de stockage d’énergie électrique (CE), avec N > 1, et N capteurs déterminant respectivement N tensions aux bornes desdites N cellules (CE), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque dans une phase de décharge de ladite batterie cellulaire (BP) l’une au moins desdites tensions déterminées dépasse au moins un premier seuil choisi, à déclencher la réalisation dans ledit système (S) d’au moins une action fonction du dépassement. Système (S) comprenant une machine électrique (MME) alimentée en énergie électrique par une batterie cellulaire (BP) comportant N cellules de stockage d’énergie électrique (CE), avec N > 1, et N capteurs déterminant respectivement N tensions aux bornes desdites N cellules (CE), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de surveillance (DS) selon la revendication 8. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il constitue un véhicule dans lequel ladite machine électrique (MME) est une machine motrice appartenant à un groupe motopropulseur et produisant du couple pour le déplacer.