Brevet FR3131638A1 — publié le 20230707

Un procédé surveille une batterie principale équipant un système, ayant une tension principale à ses bornes, dans laquelle circule un courant principal et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique ayant chacune une tension cellulaire à ses bornes. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle on compare à un premier seuil choisi une variation temporelle du courant principal, et lorsque cette variation temporelle est inférieure à ce premier seuil on compare à un second seuil choisi une information représentative d’une différence entre la tension principale et la somme des N tensions cellulaires, et, lorsque cette information est supérieure au second seuil pendant une durée choisie, on effectue dans le système au moins une action car la batterie principale fait l’objet d’un dysfonctionnement. Figure 3 SURVEILLANCE D’UNE BATTERIE PRINCIPALE D’UN SYSTÈME POUR LA DÉTECTION D’UN DYSFONCTIONNEMENT Domaine technique de l’invention L’invention concerne les systèmes comprenant une batterie cellulaire principale (ou de traction), et plus précisément la surveillance de telles batteries en vue de la détection d’un dysfonctionnement. Etat de la technique Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement de type automobile), comprennent une batterie cellulaire dite « principale » (ou de traction) chargée d’alimenter en courant électrique un réseau de bord via un convertisseur et une machine électrique éventuellement motrice. On entend ici par « batterie cellulaire » une batterie comprenant N cellules de stockage d’énergie électrique (avec N ≥ 2), éventuellement électrochimiques (comme par exemple des cellules de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). Par ailleurs, 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, la plupart des batteries cellulaires principales sont agencées sous la forme d’au moins deux modules habituellement montés en série et comportant chacun au moins une cellule (et généralement plusieurs montées en série). Ces modules étant interconnectés entre eux, il peut arriver qu’une interconnexion soit endommagée ou défaillante ou mal solidarisée (pas bien vissée ou soudée), et dans ce cas la tension principale aux bornes de la batterie cellulaire principale peut être sensiblement différente de la somme des N tensions cellulaires de ses N cellules (que l’on considère correctement interconnectées entre elles). Il serait donc utile de surveiller cette différence entre la tension principale et la somme des N tensions cellulaires, afin de détecter le plus rapidement possible un éventuel dysfonctionnement au sein d’une batterie cellulaire principale, et ainsi éviter des dégradations internes pouvant être à l’origine d’un incendie dans le système ou d’une électrocution d’un usager de ce système. Cependant, la détection d’une différence anormale ne garantit pas de façon certaine que la batterie cellulaire principale fait l’objet d’un réel dysfonctionnement, et donc il peut arriver que des actions soient réalisées dans un système pour sécuriser ses usagers suite à la détection d’un dysfonctionnement alors même que ce dernier n’est pas réel. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. 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 batterie principale ayant une tension principale à ses bornes, dans laquelle circule un courant principal et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique ayant chacune une tension cellulaire à ses bornes, avec N ≥ 2. Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle on compare à un premier seuil choisi une variation temporelle du courant principal, et lorsque cette variation temporelle (de courant principal) est inférieure au premier seuil on compare à un second seuil choisi une information représentative d’une différence entre la tension principale (aux bornes de la batterie principale) et une somme des N tensions cellulaires, et, lorsque cette information est supérieure au second seuil pendant une première durée choisie, on effectue dans le système au moins une action. Grâce à l’analyse des variations temporelles (ou fluctuations dynamiques) du courant principal, on a la garantie que lorsque ces variations temporelles sont faibles elles ne vont pas engendrer des fluctuations dynamiques de l’information, et donc on ne risque plus de réaliser des actions dans le système pour sécuriser ses usagers alors même que le dysfonctionnement n’est pas réel. En d’autres termes chaque action est effectuée car la batterie principale fait l’objet d’un dysfonctionnement. 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 déterminer l’information en prenant la valeur absolue de la différence entre la tension principale (aux bornes de la batterie principale) et la somme des N tensions cellulaires ; - dans son étape le premier seuil peut être compris entre 0,3 A/ms et 0,7 A/ms. Par exemple, le premier seuil peut être égal à 0,5 A/ms ; - dans son étape chaque action peut être choisie dans un groupe comprenant une génération d’une alerte d’un usager du système d’un besoin de faire vérifier ce dernier, une réduction d’une puissance électrique fournie par la batterie principale à une machine électrique du système et/ou un convertisseur du système, une réduction d’une puissance électrique fournie à la batterie principale, une réduction pendant une phase de recharge de la batterie principale d’un courant de recharge fourni par une source d’alimentation externe, un isolement de la batterie principale de la machine électrique et/ou du convertisseur, et un enregistrement d’un code défaut représentatif d’un problème de dysfonctionnement de la batterie principale ; - en présence de la dernière option, dans son étape la réduction de la puissance électrique, fournie par la batterie principale, peut être progressive jusqu’à une valeur nulle et peut se faire pendant une deuxième durée choisie ; - également en présence de la dernière option, dans son étape la réduction de la puissance électrique fournie à la batterie principale peut être progressive jusqu’à une valeur nulle et peut se faire pendant une troisième durée choisie ; - également en présence de la dernière option, dans son étape la réduction du courant de recharge fourni peut se faire pendant une quatrième durée choisie. 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 une batterie principale équipant un système et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique, avec N ≥ 2. L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un système comprenant une batterie principale ayant une tension principale à ses bornes, dans laquelle circule un courant principal et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique ayant chacune une tension cellulaire à ses bornes, avec N ≥ 2. 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 à comparer à un premier seuil choisi une variation temporelle du courant principal, et, lorsque cette variation temporelle est inférieure à ce premier seuil, à comparer à un second seuil choisi une information représentative d’une différence entre la tension principale (aux bornes de la batterie principale) et une somme des N tensions cellulaires, et, lorsque cette information est supérieure à ce second seuil pendant une durée choisie, à déclencher la réalisation dans le système d’au moins une action. L’invention propose également un système comprenant, d’une part, une batterie principale ayant une tension principale à ses bornes, dans laquelle circule un courant principal et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique ayant chacune une tension cellulaire à ses bornes, avec N ≥ 2, et, d’autre part, un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce système peut être un véhicule, éventuellement de type automobile. 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 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 boîtier de batterie, couplé à une batterie principale et comprenant 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 batterie principale (BP) ayant une tension principale à ses bornes, dans laquelle circule un courant principal et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique ayant chacune une tension cellulaire à ses bornes, avec N ≥ 2, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-60) dans laquelle on compare à un premier seuil choisi une variation temporelle dudit courant principal, et lorsque cette variation temporelle est inférieure audit premier seuil on compare à un second seuil choisi une information représentative d’une différence entre ladite tension principale et une somme des N tensions cellulaires, et, lorsque ladite information est supérieure audit second seuil pendant une première durée choisie, on effectue dans ledit système (S) au moins une action. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine ladite information en prenant la valeur absolue de la différence entre lesdites tension principale et somme des N tensions cellulaires. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ledit premier seuil est compris entre 0,3 A/ms et 0,7 A/ms. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ledit premier seuil est égal à 0,5 A/ms. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) chaque action est choisie dans un groupe comprenant une génération d’une alerte d’un usager dudit système (S) d’un besoin de faire vérifier ce dernier (S), une réduction d’une puissance électrique fournie par ladite batterie principale (BP) à une machine électrique (MME) dudit système (S) et/ou un convertisseur (CV) dudit système (S), une réduction d’une puissance électrique fournie à ladite batterie principale (BP), une réduction pendant une phase de recharge de ladite batterie principale (BP) d’un courant de recharge fourni par une source d’alimentation externe, un isolement de ladite batterie principale (BP) de ladite machine électrique (MME) et/ou dudit convertisseur (CV), et un enregistrement d’un code défaut représentatif d’un problème de dysfonctionnement de ladite batterie principale (BP). Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ladite réduction de la puissance électrique fournie par ladite batterie principale (BP) est progressive jusqu’à une valeur nulle et se fait pendant une deuxième durée choisie. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ladite réduction de la puissance électrique fournie à ladite batterie principale (BP) est progressive jusqu’à une valeur nulle et se fait pendant une troisième 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 7 pour surveiller une batterie principale (BP) équipant un système (S) et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique, avec N ≥ 2. Dispositif de surveillance (DS) pour un système (S) comprenant une batterie principale (BP) ayant une tension principale à ses bornes, dans laquelle circule un courant principal et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique ayant chacune une tension cellulaire à ses bornes, avec N ≥ 2, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant à comparer à un premier seuil choisi une variation temporelle dudit courant principal, et, lorsque cette variation temporelle est inférieure audit premier seuil, à comparer à un second seuil choisi une information représentative d’une différence entre ladite tension principale et une somme des N tensions cellulaires, et, lorsque ladite information est supérieure audit second seuil pendant une durée choisie, à déclencher la réalisation dans ledit système (S) d’au moins une action. Système (S) comprenant une batterie principale (BP) ayant une tension principale à ses bornes, dans laquelle circule un courant principal et comportant N cellules de stockage d’énergie électrique ayant chacune une tension cellulaire à ses bornes, avec N ≥ 2, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de surveillance (DS) selon la revendication 9.