L'invention concerne le contrôle d'une batterie d'accumulation électrique comportant une pluralité de cellules, en particulier destinée à être incorporée dans un véhicule automobile.

Les véhicules automobiles à propulsion électrique comprennent notamment les véhicules à propulsion purement électrique, les véhicules hybrides ou les véhicules hybrides rechargeables. De tels véhicules sont équipés d'une batterie d'accumulation électrique comportant un grand nombre de cellules de batteries . Ces cellules peuvent être montées en série et/ou en parallèle.

De manière générale, les cellules constituant une batterie d'accumulation électrique ont des caractéristiques proches les unes des autres. Toutefois, il arrive au cours de la vie de la batterie que ces cellules présentent des dispersions ou différences . Par exemple, il peut exister une dispersion de la capacité des cellules, une dispersion de la résistance des cellules, ou encore, de manière temporaire, une dispersion de l' état de charge des cellules ou une dispersion de la température des cellules. Ces dispersions ont pour effet un vieillissement différent pour chaque cellule d'une batterie d'accumulation électrique et une dispersion de l ' état de santé des cellules.

La batterie d'accumulation électrique dans son ensemble est directement impactée par les dispersions relatives aux cellules qui la constituent, en particulier par les dispersions d'état de charge. En effet, plus la différence de charge entre les cellules est grande, plus la capacité totale utilisable de la batterie diminue.

Pour pallier cet inconvénient, on procède généralement à un équilibrage des cellules de manière régulière . Cet équilibrage peut être assuré par un système de gestion de la batterie directement et de manière autonome. Par exemple, l'équilibrage des cellules peut être dissipatif, consistant à équilibrer les états de charge des cellules en déchargeant les cellules dans une résistance vers un état de charge cible . Grâce à cette solution, la dispersion de l ' état de charge peut être maintenue inférieure à un seuil, permettant de limiter la chute de la capacité totale utilisable de la batterie.

Cette solution n' apporte toutefois pas pleinement satisfaction. En effet, il arrive que les cellules d'une batterie d'accumulation électrique rencontrent des problèmes internes provoquant une autodécharge qui augmente rapidement au cours du temps . Cette autodécharge augmente la dispersion de l'état de charge entre les cellules de batterie. Lorsque l'autodécharge devient trop importante, le système d'équilibrage perd de son efficacité et devient finalement incapable de compenser la dispersion de l'état de charge entre les cellules de la batterie d'accumulation électrique. Il en résulte généralement une chute importante et rapide de la capacité de la batterie d'accumulation électrique, voire une panne d'une cellule entraînant une panne de la batterie d'accumulation électrique dans son ensemble.

Le document CN 105527583 décrit un procédé de détection de l'autodécharge dans un pack batterie dans lequel on déduit un défaut d'autodécharge d 'une cellule de batterie si la tension aux bornes de la cellule varie de manière importante entre deux instants prédéfinis . Bien qu'un tel procédé puisse permettre la détection d 'un défaut d' autodécharge dans une cellule, il arrive encore que des défauts d' autodécharge ne soient pas détectés et/ou que des fausses alertes de défaut d' autodécharge soient émises . Ainsi, il existe un besoin de proposer un procédé plus fiable pour détecter un défaut d' autodécharge.

En outre, le procédé décrit dans le document CN 105527583 nécessite un long temps de relaxation des cellules entre les deux instants de mesure de la tension. Le procédé ne peut alors être mis en œuvre que lors de longues périodes d'inactivité du véhicule, par exemple lors d'un stockage du véhicule sur un parking. De telles pauses arrivent rarement. La détection d'un défaut d' autodécharge est alors tardive, voire impossible.

Au vu de ce qui précède, l'invention a pour but de détecter à un stade précoce un défaut d' autodécharge d'une cellule d'une batterie d'accumulation électrique de sorte à éviter une dispersion de l'état de charge entre les cellules .

À cet effet, il est proposé un procédé de détection, dans une batterie d'accumulation électrique comportant une pluralité de cellules de batterie, d'un défaut d' autodécharge dans une cellule, dans lequel :

- on met en œuvre au moins partiellement un équilibrage des charges des cellules de batterie,

- on réalise une relaxation des cellules de batterie,

- on calcule, pour chaque cellule de batterie, un bilan des charges au cours de l ' équilibrage et de la relaxation de ladite cellule, et

- on détecte, pour chaque cellule de batterie, s ' il existe un défaut d' autodécharge de ladite cellule en fonction du bilan des charges au cours de l ' équilibrage et de la relaxation calculé pour ladite cellule.

Ainsi, un défaut d'autodécharge d'une cellule est détecté par une analyse de l'efficacité de l'équilibrage des cellules de la batterie . Il en résulte une détection plus fiable d'un défaut d' autodécharge dans chacune des cellules de cette batterie.

Avantageusement, pour chaque cellule de batterie, on calcule le bilan des charges au cours de l ' équilibrage et de la relaxation de ladite cellule en tenant compte d' au moins une grandeur choisie parmi la charge à équilibrer pour ladite cellule immédiatement avant le début de l ' équilibrage de ladite cellule, la charge à équilibrer pour ladite cellule immédiatement après la fin de la relaxation de ladite cellule, la quantité de charge déchargée pour ladite cellule au cours de l ' équilibrage.

De préférence, quelle que soit une cellule de batterie, on calcule le bilan des charges au cours de l ' équilibrage et de la relaxation de ladite cellule en appliquant la relation suivante : ∑i = qi,bal(t ₂ ) + Δ¾(Τ) - q _iiba l (ti)

où «∑i » désigne le bilan des charges au cours de l ' équilibrage et de la relaxation de ladite cellule,

« qi _,ba i (t) » désigne la charge à équilibrer pour ladite cellule à un instant t,

« Aqj (T) » désigne la quantité de charge déchargée pour ladite cellule pendant un intervalle T,

« ti » désigne un instant situé immédiatement avant le début de l ' équilibrage de ladite cellule,

« t ₂ » désigne un instant situé immédiatement après la fin de la relaxation de ladite cellule, et

« T » désigne la durée pendant laquelle l ' équilibrage des charges de la cellule a été mis en œuvre.

Dans un mode de mise en œuvre, pour chaque cellule, l ' équilibrage comprend une étape de calcul d'une charge à équilibrer pour ladite cellule, et une étape de mise en œuvre de l ' équilibrage dans laquelle on calcule la quantité de charge déchargée pour ladite cellule, et on poursuit l ' étape d' équilibrage tant que la charge à équilibrer pour ladite cellule est strictement supérieure à la quantité de charge déchargée pour ladite cellule.

Ce mode de mise en œuvre, dans lequel on compare une charge prévisionnelle à équilibrer avec une quantité de charge effectivement déchargée, permet un équilibrage particulièrement précis . On améliore ainsi la précision de la détection d'un défaut d ' autodécharge.

Dans un autre mode de mise en œuvre, pour chaque cellule, l ' équilibrage comprend une étape de calcul d'une charge à équilibrer pour ladite cellule, une étape de calcul d'un temps d' équilibrage de ladite cellule en fonction de la charge à équilibrer pour ladite cellule calculée, et dans lequel on met en œuvre l ' équilibrage pendant le temps d' équilibrage calculé.

Ce mode de mise en œuvre, fondé sur le calcul d'un temps d'équilibrage prévisionnel, nécessite relativement peu de ressources de calcul pour détecter un défaut d' autodécharge. De manière avantageuse, on calcule, pour chaque cellule, une charge à équilibrer pour ladite cellule en fonction d' au moins un paramètre choisi parmi un état de charge de ladite cellule, un état de charge d'une cellule cible, une capacité de ladite cellule, une capacité d'une cellule cible, un état de santé de ladite cellule, un état de santé d'une cellule cible, une tension à courant nul de ladite cellule, une tension à courant nul d'une cellule cible, une capacité nominale de ladite cellule et une capacité nominale d 'une cellule cible.

De préférence, on calcule, pour chaque cellule, une quantité de charge déchargée pour ladite cellule pendant une durée en fonction d' au moins un paramètre choisi parmi une résistance d' équilibrage, une tension aux bornes de ladite cellule à un instant appartenant à ladite durée, une intensité d' équilibrage des cellules de la batterie d' accumulation électrique et une tension nominale des cellules de la batterie d' accumulation électrique.

Dans un mode de mise en œuvre, on détecte qu'il existe un défaut d' autodécharge dans une première cellule de batterie si, quelle que soit une seconde cellule de batterie autre que la première cellule de batterie, la charge à équilibrer par ladite seconde cellule immédiatement après la fin de la relaxation de ladite seconde cellule est strictement supérieure à la charge à équilibrer par ladite seconde cellule immédiatement avant le début de l ' équilibrage de ladite seconde cellule et la quantité de charge déchargée par ladite seconde cellule au cours de l ' équilibrage et de la relaxation est différente de zéro .

Un tel mode de mise en œuvre permet de détecter un défaut d' autodécharge dans la cellule de batterie dont l'état de charge correspond à un état de charge d'une cellule cible.

On peut également prévoir, pour chaque cellule, de détecter qu 'il existe un défaut d' autodécharge dans ladite cellule si le bilan des charges au cours de l ' équilibrage et de la relaxation calculé pour ladite cellule dépasse un seuil strictement positif, ledit seuil étant déterminé en fonction d' au moins une erreur choisie parmi une erreur sur la charge à équilibrer pour ladite cellule immédiatement avant le début de l'équilibrage de ladite cellule, une erreur sur la charge à équilibrer pour ladite cellule immédiatement après la fin de la relaxation de ladite cellule, une erreur sur la quantité de charge déchargée pour ladite cellule au cours de l'équilibrage et de la relaxation.

L'application d'un tel seuil permet de prendre en compte des sources d'imprécision liées à la batterie d'accumulation électrique qui empêcheraient une détection ou qui, au contraire, provoqueraient une détection injustifiée.

Avantageusement, quelle que soit une cellule, ledit seuil est déterminé en fonction d'une erreur sur la charge à équilibrer pour ladite cellule, ladite erreur étant calculée, pour tout instant, selon l'expression suivante :

ôqi.bai = iQi-ôSOCil + iSOCj.SQil + |Q _cible . ÔSOC _cible | + |SOC _cible . ÔQ _cible | où « ôq _ibal » représente l'erreur sur la charge à équilibrer par ladite cellule audit instant,

« ôSOCj » représente l'erreur sur l'état de charge de ladite cellule,

« ôQj » représente l'erreur sur la charge de ladite cellule,

« SOCj » représente l'état de charge de ladite cellule audit instant,

« Qi » représente la charge de ladite cellule audit instant,

« ôSOC _cible » représente l'erreur sur l'état de charge de la cellule cible,

« ôQ _cible » représente l'erreur sur la charge de la cellule cible, « SOC _cible » représente l'état de charge de la cellule cible audit instant, et

« Qcibie » représente la charge de la cellule cible audit instant. De préférence, quelle que soit une cellule, ledit seuil est déterminé en fonction d'une erreur sur la quantité de charge déchargée pour ladite cellule pendant un intervalle, ladite erreur étant calculée en utilisant l'expression suivant : δΔ¾(Τ) =

où « T » représente ledit intervalle,

« ôAq _j (T) » représente l ' erreur sur la quantité de charge déchargée pour ladite cellule pendant ledit intervalle,

« R _bal » représente la résistance utilisée pour l ' équilibrage et, quel que soit un instant τ appartenant audit intervalle, « ¼(τ) » désigne la tension mesurée aux bornes de ladite cellule à l ' instant τ.

On peut également prévoir, quelle que soit une cellule, de déterminer ledit seuil en fonction d 'une erreur sur la quantité de charge déchargée pour ladite cellule pendant un intervalle, ladite erreur étant calculée en utilisant l' expression suivante :

ÔA _qi (T) = |T. ÔI _bal |

où « T » représente ledit intervalle,

« ôAqj(T) » représente l ' erreur sur la quantité de charge déchargée pour ladite cellule pendant ledit intervalle, et

« ôl _bal » représente l ' erreur sur le courant d' équilibrage des cellules de la batterie d' accumulation électrique.

Comme cela sera expliqué par la suite, on tient compte par ces calculs d' erreur de la plupart des imprécisions rencontrées par une batterie d'accumulation électrique. On parvient ainsi à affiner le calcul du seuil et donc à améliorer la fiabilité de la détection du défaut d' autodécharge.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement une batterie d' accumulation électrique,

- la figure 2 représente schématiquement un procédé de détection selon un exemp le de réalisation de l 'invention,

- la figure 3 représente trois graphiques illustrant le calcul des charges à équilibrer pour une cellule de la batterie de la figure 1 ,

- la figure 4 représente un graphique illustrant le bilan des charges au cours d'un équilibrage et d'une relaxation d'une cellule de la batterie de la figure 1 selon un premier cas de fonctionnement, et - la figure 5 représente un graphique illustrant le bilan des charges au cours d'un équilibrage et d'une relaxation d'une cellule de la batterie de la figure 1 selon un second cas de fonctionnement.

En référence à la figure 1 , il est schématiquement représenté une batterie d'accumulation électrique 10. La batterie 10 est destinée à être incorporée dans un véhicule automobile à propulsion électrique pour alimenter une machine électrique de traction appartenant au groupe motopropulseur du véhicule automobile.

La batterie 10 comporte deux bornes 14. La batterie 1 0 comporte quatre cellules de batterie respectivement référencées 1 , 2, 3 et 4. Dans l'exemple illustré, les cellules 1 , 2, 3 et 4 sont connectées en série. Toutefois, on ne sort pas du cadre de l'invention en envisageant des cellules connectées en parallèle, ou encore une partie des cellules connectée en parallèle et le reste des cellules connecté en série. De même, on ne sort bien entendu pas du cadre de l'invention en envisageant un nombre différent de cellules.

La batterie 10 est en liaison d'information avec un système de gestion 12. Le système de gestion 12 est également connu sous l'expression anglo-saxonne « battery management System » ou par l ' acronyme « BMS ». Le système 12 assure la gestion de différents procédés mis en œuvre au cours de la vie de la batterie 10. Par exemple, comme cela sera expliqué par la suite, le système de gestion 12 assure la gestion d'un procédé d'équilibrage des cellules de la batterie 10.

Chacune des cellules 1 , 2, 3 , 4 est respectivement associé à un circuit d'équilibrage 16. Dans l'exemple illustré, les circuits d'équilibrage 16 sont identiques pour toutes les cellules de la batterie 10. Quelle que soit une cellule 1 , 2, 3 ou 4, le circuit d'équilibrage 1 6 associé à cette cellule comporte un circuit électrique 1 8 raccordé aux deux bornes de cette cellule. Sur le circuit électrique 1 8 , un interrupteur 20 et une résistance d'équilibrage 22 sont montés en série . Toutefois, l' invention ne se limite pas à cette forme du circuit d'équilibrage. En particulier, on peut tout aussi bien envisager un unique circuit d'équilibrage commun à toutes les cellules de la batterie 10 et apte à mettre en œuvre séparément l'équilibrage de l'une des cellules.

Le système 12 est doté de moyens matériels et logiciels pour recevoir des données relatives aux cellules 1 , 2, 3 et 4, comme cela est représenté par les flèches pointillées 23. Le système 12 est doté de moyens matériels et logiciels pour déterminer à partir des données reçues des données intermédiaires relatives aux cellules 1 , 2, 3 et 4.

Par exemple, quelle que soit une cellule i choisie parmi les cellules 1 , 2 , 3 et 4 , le système 12 est apte à recevoir la tension v; aux bornes de la cellule i et l' intensité Ii ,bai traversant la cellule i lors de l ' équilibrage de cette cellule i. Le système 12 est capable de déterminer la tension à courant nul O CVi de la cellule i, également connue sous l ' expression anglo-saxonne « open circuit vo ltage » et l ' état de charge SOC; de la cellule i, également connu sous l ' expression anglo-saxonne « state of charge ».

Comme cela est représenté par les flèches pointillées 24, le système 12 est doté des moyens matériels et logiciels pour commander l'ouverture et la fermeture des interrupteurs 20 associés respectivement aux cellules 1 , 2, 3 et 4. De ce fait, quelle que soit une cellule i avec i compris entre 1 et 4, lorsque le système 12 considère que l'équilibrage de la cellule i doit être mis en œuvre, il actionne la fermeture de l'interrupteur 20 du circuit d' équilibrage 1 6 correspondant à la cellule i. De l' énergie électrique libérée par la cellule i est dissipée dans la résistance d' équilibrage 22 du circuit d' équilibrage 16 associé à la cellule i. Lorsque le système de gestion 4 considère que l'équilibrage de la cellule i doit s'arrêter, il actionne l'ouverture de l'interrupteur 20 du circuit d' équilibrage 16 associé à la cellule i.

En référence aux figures 2 à 5 , il va maintenant être décrit la mise en œuvre d'un procédé de détection d'un défaut d' autodécharge selon l'invention. Le procédé est mis en œuvre pour détecter un défaut d' autodécharge dans les cellules 1 , 2 , 3 et 4 de la batterie 10 au moyen du système de gestion 12. Un exemple de mise en œuvre du procédé selon l' invention est schématiquement illustré sur la figure 2. Le procédé selon l'invention comporte une première phase P0 1 d' équilibrage des charges des cellules de la batterie 10. Lors de la description de la phase P01 , on pourra se référer à la figure 3 qui illustre un premier graphique 26 de la distribution des capacités Q i , Q ₂ , Q 3 et Q ₄ des cellules respectives 1 , 2, 3 et 4. Les capacités sont représentées dans une distribution d'une courbe de Gauss. La figure 3 contient un second graphique 28 illustrant la relation entre la tension à courant nul OCV des cellules 1 , 2 , 3 et 4 en fonction de l'état de charge SOC desdites cellules.

La phase P01 comprend une première étape E01 dans laquelle on détermine des paramètres cibles. Plus précisément, on détermine un état de charge cible SOC _c ibi _e et une capacité cible Q _c ibie - Dans l'exemple illustré, l'état de charge cible SOC _c ibi _e et la capacité cib le Qcibie sont définis comme étant l ' état de charge SOC; et la capacité Q i de la cellule i ayant le p lus faible état de charge. Dans le cas de la figure 3 , l'état de charge cible SOC _c ibi _e correspond à l'état de charge SOC ₄ de la cellule 4 et la capacité cible Qcibie est définie égale à la capacité Q ₄ de la cellule 4 :

La phase P01 comprend une deuxième étape E02 dans laquelle on calcule la charge prévisionnelle à équilibrer pour les cellules de la batterie 1 0. Quelle que soit une cellule i, la charge prévisionnelle à équilibrer qi,bai pour la cellule i correspond à la charge devant être déchargée dans la résistance 22 du circuit d' équilibrage 1 6 associé à la cellule i pour équilibrer la cellule i par rapport à la cellule cible. Pour ce faire, on peut appliquer l'équation :

¾bal — SOC ,j x Qi— SOC _cible x Q _C i ie (2)

Dans l'exemp le illustré, on suppose avantageusement qu'il n'y a pas de dispersion entre les capacités des cellules de la batterie 10. De ce fait, en notant Q la capacité de toutes les cellules, la charge qi,bai peut être calculée par l'application de l'équation :

_¾bal = (SOQ - SOC _cible ) x Q (3)

Le procédé selon l' invention ne se limite pas au calcul qui vient d ' être décrit à titre d' exemple. S elon un premier exemp le de variante, quelle que soit une cellule i, il est possible sans sortir du cadre de l'invention de calculer la charge en appliquant l'équation qi,bai = /(OCV x (SOHi x Q _om ) - (OCV _cible ) x (SOH _cible x Q _cible , _nom ) (4) Dans cette équation, la fonction / désigne la fonction dont la représentation graphique correspond au graphique 28 de la figure 3 , S OHi désigne l ' état de santé de la cellule i, également connu sous la dénomination anglo-saxonne « state of health », Qi , _n0 m désigne la capacité nominale de la cellule i, S O H _c ibi _e désigne l ' état de santé cible et Qcibie,nom désigne la capacité nominale cible. Par exemp le, l ' état de santé cible S O H _c ibi _e et la capacité nominale cible Q _c ibie,nom sont respectivement l ' état de santé et la capacité nominale de la cellule cible, en l ' espèce l ' état de santé SOH ₄ et la capacité nominale Q 4 ,no m de la cellule 4.

L ' équation selon le premier exemple de variante peut être notamment mise en œuvre lorsque le système de gestion 12 est doté de moyens pour déterminer les états de santé de chacune des cellules 1 à 4, individuellement.

Selon un deuxième exemple de variante du procédé selon l' invention, on peut choisir un mo de de détermination différent de l'état de charge cible SOC _c ibi _e . Par exemple, l ' état de charge cible SOC _c ibie peut être la moyenne des états de charge des cellules de la batterie 10. Cela peut avoir pour conséquence que la charge prévisionnelle à équilibrer qi ,bai d'une cellule i prenne des valeurs négatives. Toutefois, le système d'équilibrage étant dissipatif, il est impossible de recharger la cellule correspondante. Par conséquent, dans un tel cas, quelle que soit une cellule i, la charge prévisionnelle à équilibrer qi,bai est automatiquement définie égale à zéro lorsque le calcul de cette charge donne un résultat négatif.

Les charges prévisionnelles à équilibrer q i ,bai , q ₂ ,bai , q3 ,bai et q ₄ ,bai des cellules respectives 1 , 2, 3 et 4 sont schématiquement représentées sur le troisième graphique 30 de la figure 3. Le graphique 30 illustre, pour chaque cellule i choisie parmi les cellules 1 , 2, 3 et 4 , la charge q; de ladite cellule et la charge de la cellule cible, en l ' espèce q ₄ . Pour chaque cellule i, i étant compris entre 1 et 4, la charge prévisionnelle à équilibrer qi ,bai est représentée schématiquement par une flèche verticale orientée vers le bas . Comme visible sur le graphique 30, la charge prévisionnelle à équilibrer q ₄ ,bai de la cellule cible 4 est égale à zéro .

La phase P01 comprend une troisième étape E03 dans laquelle on met en œuvre l'équilibrage des cellules de la batterie 10. Pour ce faire, le système 12 actionne la fermeture de l'interrupteur 20 associé à chacune des cellules nécessitant d'être équilibrées. Dans le même temps, à chaque instant t et pour toute cellule i de la batterie 10, le système 12 calcule la quantité de charge effectivement déchargée Aqi(t) pour la cellule i à l' instant t. Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, la quantité de charge effectivement déchargée par la cellule i à un instant t peut être calculée selon l'expression :

t

Δ¾(ΐ) = Ι _ΐ,¾3 ι (τ)άτ (5)

Or, la loi d' Ohm s ' écrit :

Ii,bal (t) = ^ (6)

Kbal

où Rbai est la valeur de la résistance 22 des circuits d' équilibrage 16.

De la sorte, il est possible de calculer la quantité Aqi(t) en appliquant l'équation :

Δ¾ (ΐ) =

R ^v bbaall

0

Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, le système 12 compare en permanence la charge prévisionnelle à équilibrer avec la quantité de charge effectivement déchargée Aq;(t) . Tant que la charge prévisionnelle à équilibrer est strictement supérieure à la quantité de charge effectivement déchargée Aq;(t), l'interrupteur 20 reste fermé. Lorsque la charge devient égale ou supérieure à la quantité Aq;(t), l'interrupteur 20 associé à la cellule i est ouvert. L ' équilibrage de la cellule i est alors terminé.

La charge prévisionnelle à équilibrer q ₄ ,bai pour la cellule 4 étant nulle, il est impossible que la quantité de charge effectivement déchargée Aq ₄ (t) par cette cellule soit strictement inférieure à la charge prévisionnelle à équilibrer, et ce quel que soit un instant t. En conséquence, dans l'exemple illustré, l'interrupteur 20 associé à la cellule 4 n'est pas fermé au cours de l ' étape E03.

Selon un troisième exemp le de variante du procédé selon l' invention, l'équilibrage peut être commandé sur la base d'un temps d'équilibrage calculé. Dans l ' étape E02 de cet exemp le de variante du procédé, quelle que soit une cellule i de la batterie 10, on utilise la charge prévisionnelle à équilibrer pour la cellule i pour calculer un temps d'équilibrage t^bai pour la cellule i. Ce temps d'équilibrage ti,bai pour la cellule i se calcule en appliquant l ' équation :

avec :

I _ ^V " ^0m /ΌΛ

.bal - Ti ( )

Kbal

où V _nom est la tension nominale des cellules de la batterie 10. Dans le troisième exemple de variante, la dispersion de la résistance d'équilibrage et de la tension nominale des cellules est supposée nulle. Ainsi, le courant d'équilibrage Ii ,bai est supposé identique pour toutes les cellules et est noté Ibai -

Au vu de ce qui précède, quelle que soit une cellule i de la batterie 10 , le temps équilibrage t^bai peut être calculé en appliquant la formule :

ti —

'bal do)

Dans l ' étape E03 du troisième exemple de variante, quelle que soit une cellule i de la batterie 10 , le système 12 actionne l'interrupteur 20 associé à la cellule i dans un état fermé entre les instants t i et t i +t^bai , où t i est l ' instant de début de l ' équilibrage.

Le troisième exemp le de variante est avantageux en ce qu' il n'est pas nécessaire de calculer en permanence la quantité Aqi(t) pour toutes les cellules. En résultat, les besoins en ressources de calcul sont moins importants. Toutefois, l'équilibrage est rendu plus approximatif car on utilise dans le calcul du temps d' équilibrage la tension nominale des cellules, constante, au lieu de la tension réelle qui varie lors de l'utilisation de la batterie 10.

On peut, dans un quatrième exemple de variante, calculer différemment la quantité de charge effectivement déchargée Aqi(t) par une cellule i à un instant t. Dans ce quatrième exemple de variante, quelle que soit une cellule i, la quantité Aqi(t) est calculée en appliquant l ' équation :

Δς. (Τ) = I _ba i x t _iibal (11)

En règle générale, l'équilibrage n'est possible que durant la mission du véhicule, c'est-à-dire lorsque le véhicule est en roulage et en charge. Le temps d ' équilibrage est alors souvent trop court pour assurer un équilibrage de toutes les cellules en une seule mission. Dans ce cas, l'équilibrage est interrompu et reprend à la suite d 'une période d'interruption.

Dans l ' exemple de mise en œuvre illustré, les paramètres cibles sont mis à jour lors de la reprise de l ' équilibrage faisant suite à une interruption. Un tel choix est notamment avantageux en raison du fait que, à la reprise de l'équilibrage, les cellules sont susceptibles d' être à un état de charge élevé.

L 'invention ne se limite toutefois pas à un tel choix et on peut envisager un cinquième exemple de variante dans lequel, lorsque l'équilibrage est repris faisant suite à une interruption, il n' est pas mis en œuvre une mise à jour des paramètres cibles. Ce cinquième exemple est avantageux en ce qu' il nécessite moins de ressources de calcul.

Le procédé de détection selon l'invention comporte, ensuite, pour chaque cellule de la batterie 10, une phase P02 de relaxation de la cellule. Au cours de la phase P02, l' intensité de la cellule est maintenue égale à zéro pendant un temps de relaxation T _r .

Dans l ' exemple de mise en œuvre illustré, le temps de relaxation T _r est calculé en fonction des temps d'équilibrage t^bai des cellules de la batterie 10. Plus précisément, le temps T _r est sensiblement égal à la moyenne des temps d ' équilibrage t^bai des cellules de la batterie 10 multip lié par un coefficient compris entre 0.5 et 1 . La figure 4 illustre l'évolution de la charge au cours du temps d'une cellule i de la batterie 10 subissant les phases d'équilibrage POl et de relaxation P02 du procédé selon l'invention. La cellule i dont l'évolution de la charge est illustrée sur la figure 4 ne subit pas de perte de charge due à un défaut d'autodécharge.

L'équilibrage débute à un instant ti et est interrompu après l'écoulement d'une période d'équilibrage T. La période T peut être inférieure ou égale au temps d'équilibrage t^bai calculé pour la cellule i. Lorsque l'équilibrage est interrompu, une relaxation de la cellule i est mise en œuvre jusqu'à un instant t ₂ .

Un carré 32 représente schématiquement la charge qi(ti) de la cellule i à l'instant ti. Un carré 34 illustre la charge qi(t ₂ ) de la cellule i à l'instant t ₂ . Une ligne horizontale 36 représente la charge q _c ibie(ti) de la cellule cible à l'instant ti. Une ligne horizontale 38 représente la charge q _c ibie(t ₂ ) de la cellule cible à l'instant t ₂ . Une première flèche verticale vers le bas 40 représente la charge prévisionnelle à équilibrer qi,bai(ti) pour la cellule i estimée à l'instant ti. Une seconde flèche verticale vers le bas 42 représente la quantité de charge effectivement déchargée Aqi(T) pour la cellule i au cours de l'équilibrage. Une troisième flèche verticale vers le bas 44 représente schématiquement la charge prévisionnelle à équilibrer qi,bai(t ₂ ) pour la cellule i estimée à l'instant Î2.

Comme cela a été dit précédemment, la cellule i dans le cas de la figure 4 ne présente pas de défaut d'autodécharge. En conséquence, les données relatives à la charge de la cellule i respectent l'équation suivante :

qi _, bal(t ₂ ) = qi _, bal(ti) -A _qi (T) (12)

La figure 5 illustre l'évolution de la charge au cours du temps d'une cellule i subissant les mêmes phases d'équilibrage P01 et de relaxation P02 que dans la figure 4. La cellule i dont l'évolution de la charge est illustrée sur la figure 5 subit des pertes de charge dues à un défaut d'autodécharge significatif. Comme sur la figure 4, l' équilibrage débute à un instant ti et est interrompu après l ' écoulement d'une période d' équilibrage T, la cellule i étant ensuite relaxée jusqu'à un instant t ₂ .

Le graphique de la figure 5 diffère de celui de la figure 4 en ce qu'une quatrième flèche verticale vers le bas 46 représente schématiquement la quantité de charge déchargée due à l ' autodécharge Aqi _{i S} (T+T _r ) de la cellule i au cours des phases P0 1 et P02 du procédé selon l' invention.

La cellule i dans le cas de la figure 5 présentant un défaut d' autodécharge, les données relatives à sa charge ne peuvent pas respecter l'équation ( 12) . A la place, les données relatives à la charge de la cellule i dans le cas de la figure 5 respectent l ' équation :

qi,bai (t ₂ ) = qi,bai (ti) - Δ¾ (Τ) - A _qi , _s (T + T _r ) (13) Dans un cas extrême, dans lequel la cellule i présente un défaut d'autodécharge très important, ou dans lequel l'intervalle d'équilibrage T et/ou l'intervalle de relaxation T _r est très grand, il peut arriver que la quantité de charge déchargée entre les instants ti et t ₂ soit supérieure à la charge prévisionnelle à décharger qi,bai(ti ) par la cellule i calculée à l'instant ti . Dans ce cas :

qi _, bai (ti) - Δ¾ (Τ) - A _qi,s (T + T _r ) < 0 (14)

Au vu de ce qui précède, quelle que soit une cellule i de la batterie 10 , on peut détecter un défaut d'autodécharge de la cellule i en calculant le bilan des charges ∑; pour la cellule i par application de l'équation suivante :

∑i = qi,bai (t ₂ ) + Δ¾ (Τ) - _qi ,bai (ti) (15)

Dans un modèle théorique, quelle que soit une cellule i de la batterie 1 0, il n'existe pas de défaut d'autodécharge de la cellule i si le bilan∑; est nul.

À l'inverse, quelle que soit une cellule i de la batterie 10, il existe un défaut d'autodécharge de la cellule i si un bilan ∑; strictement positif a été calculé. Dans ce cas, la quantité de charge déchargée due à l'autodécharge Aqi _{i S} (T+T _r ) de la cellule i peut être calculée en appliquant l'équation :

q _-lS (T + τ _Γ ) = q _iib ai (ti) - qi,bai (t ₂ ) - ¾(τ) (16) Le courant d'autodécharge Ii, _s de la cellule i peut être estimé en appliquant l'équation :

Au vu de ce qui précède, il a été présenté un mo dèle théorique pour détecter l'existence d'un défaut d'autodécharge dans une cellule i de la batterie 10 par le calcul du bilan des charges ∑;. Toutefois, ce modèle ne s ' applique pas à la cellule cible. On va maintenant détailler un autre calcul mis en œuvre pour détecter un défaut d'autodécharge dans la cellule cible.

Pour ce calcul, on détecte si la cellule cible se décharge plus rapidement au cours du procédé de détection que les autres cellules de la batterie 1 0. Plus précisément, si, quelle que soit une cellule i de la batterie 10, la cellule i étant distincte de la cellule cible :

q _i (t ₂ ) > qi Cti) avec ¾(Τ)≠ 0 (18) alors on relève un défaut d'autodécharge sur la cellule cible. Le modèle théorique qui a été présenté permet donc de détecter un défaut d'autodécharge dans l'une quelconque des cellules de la batterie 1 0. En pratique, il est toutefois nécessaire d'appliquer un seuil pour faire une détection efficace, de manière à prendre en compte toutes les sources d'imprécision qui empêcheraient une détection ou qui, au contraire, provoqueraient une détection injustifiée.

En particulier, quelle que soit une cellule i de la batterie 1 0 , des imprécisions peuvent survenir sur le calcul de la charge prévisionnelle à équilibrer pour la cellule i. Ces imprécisions peuvent entre autres avoir pour origine :

- le capteur de tension mesurant la tension à courant nul OCVi, - un temps de relaxation insuffisant avant d' effectuer la mesure de la tension à courant nul OCVi,

- les approximations de la cartographie contenant des valeurs de l'état de charge SOC; en fonction de la tension OCVi,

- les approximations de l'obtention de l' état de santé SOHj qui ne peut être estimé qu' au moyen d'un calcul ou d'un modèle mathématique, - les écarts de tolérance de la capacité Qi en sortie d'usine. Dans les calculs, il doit être tenu compte des imprécisions précitées à la fois pour les grandeurs relatives à la cellule i mais aussi pour les grandeurs relatives à la cellule cible.

D'autres imprécisions peuvent survenir sur le calcul de la quantité de charge effectivement déchargée Aqi(T) par la cellule i au cours de l ' intervalle de relaxation T .

Selon l'exemple illustré, quelle que soit une cellule i de la batterie 10, la quantité de charge effectivement déchargée Aqi(T) est donnée par l'équation :

T

Δς _ί (Τ) = -^ ί ¼(τ)άτ (7)

^K bal J

0

Dans ce cas, les origines des imprécisions comprennent notamment :

- la variabilité de la résistance Rbai qui peut changer avec la température,

- le capteur de tension mesurant la tension aux bornes de la cellule i.

Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, la quantité de charge effectivement déchargée Aqi(T) peut aussi être obtenue par l'équation :

Aqi(T) = I _bal x t _iibal (11)

Dans ce cas, les origines des imprécisions comprennent en particulier l ' écart entre le courant d'équilibrage Ibai mesuré par un capteur de courant et supposé égal pour toutes les cellules, et le véritable courant d'équilibrage Ii,bai traversant la cellule i.

Au vu de ce qui précède, on définit dans l ' exemple illustré, quelle que soit une cellule i, un seuil ε; regroupant toutes les imprécisions évoquées ci-dessus . Pour calculer le seuil ε;, on détaille comment calculer l ' erreur ô qi,bai sur la charge prévisionnelle à équilibrer pour la cellule i et l ' erreur δΔς^Τ) sur la quantité de charge effectivement déchargée pour la cellule i.

Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, à partir de l'équation : ¾bal ⁼ SOCj X Qj— S0C _cible X Q _c i ie (2) on peut développer la différentielle d'ordre 1 de la charge prévisionnelle à équilibrer pour la cellule i :

d d

dqi,bai = âsôc ^(S0C i ^X Qi) ^dS0C i + ^Q ( ^S0C i ^x Qi) ^d Qi

d

⁺ âcnr ( ^~ SOC _cible X Q _c ible)dSOC _cible

OSUL _cible

d

+ ^ (- SOC _cible x Q _cible )dQ _cible (19)

C^cible

Cette équation peut être simplifiée de la manière suivante : dqi.bai = QidSOCi + SOCidQi - Q _C ibi _e dSOC _cible - SOC _cible dQ _cible (20) Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, l'erreur ôqi,bai sur la charge prévisionnelle à équilibrer pour la cellule i se calcule ainsi de la manière suivante :

ôqi.bai = iQi- ôSOCi I + iSOQ. ÔQil + | Q _CIBLE . ÔSOC _cible | + |SOC _cible . ÔQ _CIBLE | (21) où ôSOCi désigne l ' erreur sur l ' état de charge de la cellule i, ôQi désigne l ' erreur sur la capacité de la cellule i, ôSOC _c ibi _e désigne l ' erreur sur l ' état de charge de la cellule cible et ô Q _c ibie désigne l ' erreur sur la capacité de la cellule cible.

L'équation ci-dessus pour calculer l'erreur ôqi,bai est valable pour les instants t i et t ₂ . Par exemple, quelle que soit une cellule i de la batterie 10, une erreur de 3 % sur l ' état de charge SOCi estimée de manière générale revient à substituer les ôSOCi par 0,03. Il en est de

Pour obtenir un calcul encore plus précis de l ' erreur ôqi,bai , on peut encore décomposer les erreurs ôQi et ôSOCi à partir de l'équation :

qi.bai = f(OC¼) x (SOHi x Q _om ) - f(OCV _cible ) x (SOH _cible x Q _cible , _n om) (4) Dans ce cas, quelle que soit une cellule i de la batterie 1 0, l' état de charge SOCi étant calculé après relaxation de la cellule i à partir de la tension à courant nul, l'erreur ôSOCi provient de :

- un temps de relaxation insuffisant avant d' effectuer la mesure de la tension à courant nul OCVi,

- le capteur de tension mesurant la tension à courant nul OCVi, - les approximations de la cartographie contenant des valeurs de l'état de charge SOC; en fonction de la tension OCVi, pour laquelle la sensibilité dOCV/dSOC change en fonction de la tension OCVi car elle est une fonction non linéaire.

Concernant l ' erreur ôAqi(T) sur la quantité de charge effectivement déchargée, quelle que soit une cellule i de la batterie 1 0, on peut obtenir la quantité Aqi(T) par l'équation :

T

Δ¾(Τ) = -—

^{K v} bbaall

0

A partir de cette expression, on peut développer la différentielle d'ordre 1 de la quantité de charge effectivement déchargée pour la cellule i : άΔ _¾ί (Τ) = ^v i ^άτ ( ²² )

Cette équation peut être simplifiée de la manière suivante :

dA _qi (T) = -^YdR _bal + -^ dY (23)

^K bal ^K bal

Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, l'erreur ôAqi(T) sur la quantité de charge effectivement déchargée pour la cellule i se calcule ainsi de la manière suivante :

δΔ¾ (Τ) = (24)

où ôRbai désigne l ' erreur sur la résistance d' équilibrage Rbai et δΥ désigne l ' erreur sur la tension aux bornes de la cellule i.

L'erreur δΥ sur la tension aux bornes de la cellule i est essentiellement un bruit blanc. En conséquence, dans l'exemple de mise en œuvre illustré, on suppose l'erreur δΥ égale à zéro .

On peut également obtenir la quantité Aqi(T) par l ' équation :

Aq _j (T) = I _bal X t _iibal (11)

On obtient, en développant la différentielle d' ordre 1 :

dA _qi (T) =— dl _bal + dT (25)

dl _bal dT Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, l'erreur ôAqi(T) sur la quantité de charge effectivement déchargée pour la cellule i peut alors se calculer de la manière suivante :

ÔA _qi (T) = |T.ÔI _bal | + |I _bal .ÔT| (26) où ôl _ba i désigne l'erreur sur l'intensité d'équilibrage et δΤ désigne l'erreur sur le temps d'équilibrage.

L'erreur δΤ peut normalement être considérée comme nulle car négligeable.

Au vu de ce qui précède, quelle que soit une cellule i de la batterie 10, on peut calculer l'erreur ôAqi(T) en appliquant l'une des deux équations simplifiées ci-dessous :

ôA _qi (T) Y.ÔR _bal (27) et ÔA _qi (T) = |T.ÔI _bal | (28)

^R bal

Quelle que soit une cellule i de la batterie 10, à partir de l'équation :

∑i = qi,bai(t ₂ ) + Δ¾(Τ) - (15) on peut écrire l'équation permettant de calculer le bilan∑; en tenant compte des erreurs précédemment présentées :

∑i = (qi _, bai(t ₂ ) ± ô _qi , _bal (t ₂ )) + (Δ¾(Τ) ± δΔ¾(Τ))

-(qi.baiCti eqi.bdCti)) (29)

L'équation (29) peut aussi s'écrire :

∑i = (qi,bai(t ₂ ) + Δ¾(Τ) - q _iib ai(ti))

± (ôqi,bai(t ₂ ) + δΔ _ςί (Τ) +

(30)

Le seuil ε doit donc être défini comme suit :

= 6q _iibal (t ₂ ) + δΔ¾(Τ) + (31) en utilisant les expressions précédemment écrites des erreurs ôqi,bai(ti), ôqi,bai(t ₂ ) et ôAqi(T).

On a donc décrit comment détecter un défaut d'autodécharge dans l'une quelconque des cellules de la batterie 10, en théorie et en pratique. En référence à la figure 2, le procédé selon l'invention comprend une troisième phase P03 de calcul du bilan des charges ∑j par utilisation de l'équation (15), une quatrième phase P04 de calcul du seuil ε; par utilisation des équations (31), (21), (27) et (28). Le procédé comporte enfin une cinquième phase P05 de comparaison du bilan∑j avec le seuil ε;. Si, lors de la phase P05 , quelle que soit une cellule i, le bilan ∑j est supérieur ou égal au seuil ε;, alors un défaut d' autodécharge pour la cellule i est détecté. Par ailleurs, au cours de la phase P05 , on met en œuvre le test précité pour détecter si la cellule cible comporte un défaut d' autodécharge, en regardant si la condition de l ' équation ( 1 8) est remplie.

L 'utilisation du seuil ainsi calculé permet d'éviter l ' absence de détection d'un défaut d'autodécharge et la fausse détection d 'un défaut d'autodécharge inexistant. En particulier, le seuil ε; est adapté pour tenir compte de la plupart des imprécisions impactant les cellules d'une batterie d' accumulation électrique, en particulier du type incorporant un véhicule automobile à propulsion électrique. On maximise ainsi la fiabilité du procédé de détection selon l'invention.

De manière générale, le procédé selon l'invention permet de détecter un défaut d'autodécharge dans une cellule de la batterie à un stade précoce et sans ajouter de dispositif matériel, simplement en effectuant des modifications logicielles .

En particulier, le procédé selon l'invention ne nécessite pas de comparer les états de charge des cellules après une longue période de relaxation. Le procédé selon l'invention permet ainsi d'accélérer la détection d'un défaut d'autodécharge, de sorte que cette détection peut être mise en œuvre de manière plus fréquente et donc à un stade plus précoce.