WO2014128395A1 - Method and device for estimating the impedance of a motor vehicle battery - Google Patents

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WO2014128395A1
WO2014128395A1 PCT/FR2014/050327 FR2014050327W WO2014128395A1 WO 2014128395 A1 WO2014128395 A1 WO 2014128395A1 FR 2014050327 W FR2014050327 W FR 2014050327W WO 2014128395 A1 WO2014128395 A1 WO 2014128395A1
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component
impedance
value
battery
current signal
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PCT/FR2014/050327
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French (fr)
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Antoine Saint-Marcoux
Thomas Peuchant
Yves LE-VOURCH
Original Assignee
Renault S.A.S
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Publication date
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • GPHYSICS
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery

Definitions

  • the invention relates to the impedance estimation of at least one component of a motor vehicle battery, in particular an electric and / or hybrid vehicle.
  • the invention can find a particularly advantageous application in the detection of electrical circuit fault of the battery.
  • a battery comprises a set of cells connected together by busbar ("busbar" in English)
  • the cells are grouped into modules of for example 24 cells each.
  • Other bus bars electrically connect two modules together.
  • a battery management system (battery management system) makes it possible to detect electrical circuit faults of the cells themselves, the faults between a cell and a busbar supposed to be connected to this cell. , and / or defects of another component of the battery.
  • the BMS may make it possible to measure a voltage across each cell element, a cell element comprising a cell and a busbar supposed to be in electrical contact with this cell.
  • the BMS can furthermore make it possible to measure the voltage between two modules electrically connected by a busbar.
  • US 6,653,817 discloses a system for estimating the impedance of the battery, based exclusively on the power electronics of the vehicle. It describes a phase of excitation of the battery by running over a wide frequency band by its power electronics. However, since the current excitation is spread over this wide frequency band, this method allows a rough estimation of the impedance on this frequency band, but it does not allow an accurate estimation of the impedance at the frequency reference.
  • a method for estimating the impedance of at least one component of a motor vehicle battery during a mains charging phase of this battery comprising:
  • the harmonic frequency associated with the impedance value may be the first harmonic frequency, also called fundamental, even if it can be provided to base this method on higher order harmonics.
  • the amplitude associated with the first harmonic is generally relatively high, the determination of the impedance value is more reliable.
  • a charger can turn an alternating current (AC) signal into an input from the mains into a charging signal at the input of the battery - the characteristics of which depend on the topology of the charger.
  • AC alternating current
  • the current signal may have a bandwidth around the fundamental frequency less than or equal to 5% of this fundamental frequency and advantageously less than or equal to 1%.
  • the bandwidth can for example be determined by choosing the frequencies around the fundamental frequency, corresponding to the maximum of the peak of the frequency transform, such as the ratio between the maximum amplitude of the peak and the amplitude for these frequency values. or by measuring the difference between these two frequencies.
  • the applied current signal may be such that the amplitude of the current associated with the fundamental frequency may exceed the highest amplitude by 50% for the other non-zero frequencies and advantageously be at least two times greater than this amplitude. high.
  • the amplitude associated with the fundamental frequency can be of the same order of magnitude as the DC component, or not - depending on the topology of the charger.
  • the fundamental frequency derives directly from the frequency of the sector: for example, these frequencies are equal, or the fundamental frequency is a multiple of the frequency of the sector, for example twice the frequency of the sector.
  • the applied current signal may have amplitude variations as a function of time greater than 30% of the maximum amplitude of this signal, advantageously greater than 50%, advantageously greater than 80%, and advantageously between 95% and 100%.
  • a charger device may be arranged to rectify the mains signal, for example a 50 Hertz or 60 Hertz signal, without clipping through a capacitance or the like.
  • the charger device may include a diode to pass substantially than the positive current values, the loading being effected from the signal obtained at the output of the diode.
  • the battery is charged by means of a signal having relatively large variations and these time variations are used to evaluate the impedance of a component of the battery.
  • the time interval separating two voltage measurement values may be strictly less than one half-period corresponding to the fundamental frequency.
  • this period of time may vary between a quarter period and a hundredth of a period, for example of the order of one-tenth of a period.
  • the method may comprise a processing step of performing a frequency transform, for example a Fast Fourier transform (FFT), from voltage values. measured, and determining a value of this frequency transform of the voltage signal corresponding to the fundamental frequency.
  • a frequency transform for example a Fast Fourier transform (FFT)
  • FFT Fast Fourier transform
  • the method may further comprise a step of deriving the impedance value associated with the fundamental frequency from the voltage value associated with the fundamental frequency value thus determined and from a charge current value associated with this fundamental frequency, for example by performing a ratio of these two values.
  • voltage values at the terminals of the battery component are measured with a sufficiently fine sampling pitch to be able to determine the value of a voltage component corresponding to the fundamental frequency.
  • the invention is in no way limited by the calculation of a frequency transform, nor by the choice of such a fine sampling step.
  • a sampling step that is close to or equal to half of a half-period corresponding to the fundamental frequency could be provided.
  • the equivalent impedance could then be determined by performing a ratio between a difference between these two measured voltage values and a difference between two current values corresponding to these two voltage values, for example two values of the current signal taken at the same times. than these two values of the voltage signal.
  • the invention is therefore in no way limited by the processing performed to deduce the impedance value associated with the fundamental frequency.
  • the component may comprise:
  • a cell element that is to say a cell and a busbar supposed to be in electrical contact with this cell, a busbar supposed to be in electrical contact with two modules of a battery pack,
  • the invention is not limited by the nature of the component.
  • the method may comprise a step of comparing the estimated impedance value with at least one threshold value, and emitting an alarm signal, for example an electrical circuit fault detection signal into function of the result of the comparison.
  • an expected impedance value associated with the fundamental frequency as a function of a measured temperature value and a charge state value or SOC. State Of Charge "), measured.
  • two maps may be provided for the value of the "theoretical" impedance depending on whether the excitation is at 50 Hz or at 60 Hz.
  • a person skilled in the art can integrate an applicable mapping determination logic, depending on the input excitation of the battery.
  • an alarm signal may be emitted, for example to signal an electrical circuit fault detection.
  • This method improves the robustness of this detection, in that it limits the risk of false detection: in fact, this method amounts to comparing with one another, the responses in cell voltage (or bus bars) undergoing exactly the same excitation. current.
  • An impedance value for a given component (cell or busbar) abnormally different from the others would necessarily be related to the specific conditions (aging, faulty electrical contact) of the component.
  • this method makes it possible to avoid drawing up and memorizing a map.
  • the invention can thus find a particularly advantageous application in the detection of total or partial breakage of electrical contact in motor vehicle batteries, but it is of course not limited to this application.
  • the estimated impedance value thus determined to estimate a parameter representative of aging, for example using a known method.
  • mapping may be used to associate a set of temperature values and SOC values with a set of impedance values at the fundamental frequency. If the fundamental frequency impedance value determined by the method described above differs too much from the expected impedance value at this fundamental frequency, resulting from the mapping, it is possible to emit an alarm signal to signal that the battery is too old.
  • SOH state of health parameter
  • the impedance values determined by the method described above may be actual values, i.e., resistance values, or alternatively may have a complex component.
  • the method may comprise a step of determining, from at least one estimated impedance value corresponding to a busbar, a latency value or phase shift value.
  • This latency value can be induced by the acquisition chain, that is to say for example a communication network involving processors, of the ASIC type (of the English "Application Specifies Integrated Circuit"), CPU (of Central Processing Unit), communication buses, analog digital converters, and others.
  • a busbar does not as such complex impedance, is based on the delay observed across the busbar to determine a latency value introduced by the acquisition chain.
  • This latency value can then be used to estimate the impedance values of other battery components, including cell elements. For at least one other component of the battery, comprising a cell for example, an impedance value of this component is estimated taking into account this latency value.
  • a computer program product comprising instructions for performing the steps of the described method. above when these instructions are executed by a processor.
  • This computer program can for example be stored on a memory medium, downloaded, or other.
  • a device for estimating the impedance of at least one component of a motor vehicle battery comprising:
  • This device can for example include or be integrated in a digital signal processing processor, for example a micro processor, a micro controller, a DSP (the "Digital Signal Processor”) or other.
  • a digital signal processing processor for example a micro processor, a micro controller, a DSP (the "Digital Signal Processor") or other.
  • This device can for example include or be integrated in a BMS.
  • the mains charge control means may for example comprise or be integrated in a processor controlling the charge of the battery, for example a processor controlling rectifying means of a mains current signal.
  • the receiving means may for example comprise an input port, an input pin or the like.
  • the processing means may for example comprise a processor core, a processor or other.
  • a battery system comprising the device described above as well as a charging device for charging the battery from the mains and / or the battery itself.
  • This loading device can be arranged to apply the signal of current from the component sector, and / or the entire battery.
  • a motor vehicle comprising a battery system as described above, for example an electric vehicle, hybrid and / or other.
  • FIG. 1 schematically illustrates a battery portion of a motor vehicle.
  • FIG. 2 shows an example of a battery system, according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3A is a graph showing the time course of a mains current signal and a rectified current signal as applied to the battery according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3B is a graph showing frequency transformations of the signals of FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a flowchart of an exemplary method according to one embodiment of the invention.
  • a battery pack comprises a plurality of modules (not shown), for example eight modules.
  • Each module may for example weigh between 10 and 15 kg and comprise a plurality of cells, for example 24 cells.
  • the cell Ci comprises a negative electrode ENi and a positive electrode EPi.
  • the cell Ci + i comprises a negative electrode ENi + i and a positive electrode EPi + i.
  • BBi bus bus is welded firstly to the positive electrode EPi of the cell i and secondly to the negative electrode ENi + i of the cell (i + 1).
  • a cell element Ci comprises the cell Ci as well as the bus
  • F -ccll x i is measured across the cell element Ci corresponding to the cell Ci.
  • a cell voltage value equal to the product of the internal resistance of the cell Ci and a current value passing through the cell.
  • This value of internal resistance to the cell is a function of the temperature and the state of charge of the cell. In particular, if the temperature is relatively low, the internal resistance of the cell Ci may have a relatively high value.
  • This resistance value of the bus bar BBi is relatively low, for example of the order of 0.1 ⁇ , and is related to the conductivity of the busbar material. In particular, this busbar resistance value varies relatively little with temperature.
  • a battery system 1 comprises the actual battery 10, a charging device, for example a charger 1 1, to recharge the battery 10 from the mains current and a fault detection device 12 .
  • the charger 1 1 is arranged to rectify a mains current signal 30 into a charge signal 31. It can be noted that no smoothing is applied, and that it is the signal 31 which is applied to the entire battery 10.
  • This battery 10 is represented here schematically in the form of a succession of elements of cells Ci, C'2,. . . , C'N.
  • the voltage at the terminals of this cell element is measured and the potential values thus measured are sent to a corresponding component of the device 12, for example an ASIC.
  • ASICs are in communication with a CPU processor of the device 12.
  • the device 12 may be a BMS or other.
  • measurement elements of the current passing through the battery pack here represented diagrammatically by the reference 13, allow the CPU to receive a measurement value of the current applied to the battery.
  • These current measuring elements may for example include an ammeter.
  • the load current signal defines:
  • the frequency transform 30 'of the mains current signal is mainly composed of a peak at 50 Hz.
  • the frequency transform of the rectified current signal 31 comprises a DC component, i.e. a peak at 0 Hz, a peak at 100 Hz and harmonics at 200, 300, 400 Hz, and so on.
  • the charger 1 1 of Figure 2 is arranged to rectify the mains current.
  • Other variants could of course be provided, provided that it is a positive current that enters the battery and that the charge current signal defines a non-zero discrete frequency, from which the impedance can be determined.
  • the load is single-phase, but it will be possible to provide a three-phase load provided that the frequency transform of the load current signal has a harmonic component of non-zero battery current.
  • the impedance value of a given component can then be estimated by applying the following formula:
  • Ur fundamental frequency here 100 Hz; is a frequency transform of the complex impedance of component i; component is a frequency transform of a voltage signal measured across the component i;
  • Hardware in English
  • discrete filters for example discrete filters, or software ("software” in English) not shown, and digital conversion means or ADC (of the English “Analog to Digital Converter"), to filter the measurement noise while preserving the frequency component of the current and the cell voltage corresponding to the fundamental frequency.
  • ADC analog to Digital Converter
  • It can for example be low-pass filters having a cutoff frequency sufficiently higher than the fundamental frequency.
  • a method for detecting an electrical circuit fault of a battery may comprise a first step referenced 40 consisting in transmitting a control signal to the charger referenced 1 1 in FIG. 1 so that this charger 1 1 applies a load current signal to the battery 10.
  • This signal of the charging current is obtained by rectification of the mains current.
  • This step of transmitting a control signal can be carried out within the
  • n receives a plurality of measured voltage values during a step 41.
  • V, (n + 1) is about 1 ms. Such a millisecond sampling step makes it possible to collect about ten values per period of the current signal applied.
  • step 43 a sampling of the charge current signal is applied to a fast Fourier transform, a to obtain a frequency transform signal of the current signal passing through the battery.
  • an impedance value corresponding to the fundamental frequency is determined by taking the ratio between the frequency transform value of the voltage for this fundamental frequency, and the current transform value for this fundamental frequency.
  • a mapping is read an expected impedance value for a measured battery temperature value and a measured state of charge value.
  • the values determined in steps 44, 45 are compared with each other. If the absolute value of the difference between these two impedance values is greater than a threshold, then the emission of an alarm signal is commanded in order to signal the detection of a fault.
  • a loop, indexed i is set up in order to browse the different cell elements C'I,. . . , C'n.
  • the initialization step 47 and the incrementing step 48 have been represented.
  • the loop output step, when i has reached the value N of the number of cells, is not represented in this FIG.
  • the comparison between the impedance value determined in step 44, and the theoretical value read at step 45 could be performed by calculating a ratio between these two values according to the formula:
  • ⁇ a is the theoretical impedance value that would have for the fundamental frequency a new cell, resulting from a
  • mapping If this term is below a threshold, then the alarm signal is transmitted because it means that the impedance of the cell element has become abnormally high.
  • the bus bars electrically connecting the modules between them.
  • the evolution of the voltage at the terminals of these bus bars is thus measured, and respective impedance values are estimated by frequency analysis, these impedance values corresponding to the fundamental frequency of the signal of the charging current of the battery.
  • the impedance obtained for each of these bus bars is compared, this obtaining being carried out by applying steps similar to steps 41, 42, 43 and 44, to a reference value ⁇ This gives the ratio:
  • SOHP term component ff ond If SOHP term component ff ond) is below a threshold, then it sends an alarm message, because it means that the impedance of the component i became abnormally high compared to other components. This can potentially be related to an electrical circuit fault.
  • the chain of acquisition of the voltage at the terminals of the components of the cell, busbar, etc. type. is different from the acquisition chain, the current, here referenced 13.
  • the current here referenced 13.

Abstract

A method for estimating the impedance of at least one component of a motor vehicle battery during a phase of charging said battery from the mains, comprising: controlling (40) the application, to said component, of a current signal from the mains and defining a harmonic frequency, so as to charge said component, receiving (41) at least two voltage values measured at the terminals of said component at respective times defining a time period less than or equal to half of a period corresponding to said harmonic frequency, and determining (42, 43, 44), from said at least two voltage values and from the applied current signal, an impedance value associated with the harmonic frequency. A device for estimating impedance comprising means for carrying out this method.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'ESTIMATION D'IMPEDANCE  METHOD AND DEVICE FOR ESTIMATING IMPEDANCE
D'UNE BATTERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne l'estimation d'impédance d'au moins un composant d'une batterie de véhicule automobile, notamment un véhicule électrique et/ ou hybride. L'invention peut trouver une application particulièrement avantageuse dans la détection de défaut de circuit électrique de la batterie.  The invention relates to the impedance estimation of at least one component of a motor vehicle battery, in particular an electric and / or hybrid vehicle. The invention can find a particularly advantageous application in the detection of electrical circuit fault of the battery.
Une batterie comprend un ensemble de cellules raccordées entre elles par des bus barre (« busbar » en anglais) Les cellules sont regroupées en modules de par exemple 24 cellules chacun. D'autres bus barres raccordent électriquement deux modules entre eux.  A battery comprises a set of cells connected together by busbar ("busbar" in English) The cells are grouped into modules of for example 24 cells each. Other bus bars electrically connect two modules together.
De façon connue, un système de gestion de batterie ou BMS (« battery management System » en anglais) permet de détecter des défauts de circuit électrique des cellules elles-mêmes, les défauts entre une cellule et un bus barre supposé être raccordé à cette cellule, et/ou les défauts d'un autre composant de la batterie. En particulier, le BMS peut permettre de mesurer une tension aux bornes de chaque élément de cellule, un élément de cellule comprenant une cellule et un bus barre supposé être en contact électrique avec cette cellule. Le BMS peut permettre en outre de mesurer la tension entre deux modules raccordés électriquement par un bus barre.  In a known manner, a battery management system (BMS) (battery management system) makes it possible to detect electrical circuit faults of the cells themselves, the faults between a cell and a busbar supposed to be connected to this cell. , and / or defects of another component of the battery. In particular, the BMS may make it possible to measure a voltage across each cell element, a cell element comprising a cell and a busbar supposed to be in electrical contact with this cell. The BMS can furthermore make it possible to measure the voltage between two modules electrically connected by a busbar.
Pour mesurer l'impédance d'un composant de batterie de véhicule automobile, il est préférable d'appliquer un courant ou une tension variant au cours du temps, car il peut exister des tensions résiduelles. Au cours du roulage, pendant un fort pic de courant, on compare la variation de courant pendant une période donnée avec la variation de tension correspondante aux bornes du composant. Le ratio de ces deux variations correspond alors à une valeur de résistance apparente.  To measure the impedance of a motor vehicle battery component, it is preferable to apply a current or voltage varying over time, because there may be residual voltages. During rolling, during a strong current spike, the variation of current during a given period is compared with the corresponding voltage variation across the component. The ratio of these two variations then corresponds to an apparent resistance value.
Néanmoins, il existe un besoin pour des mesures d'impédance avec une meilleure répétabilité.  Nevertheless, there is a need for impedance measurements with better repeatability.
On pourrait envisager d'ajouter au véhicule automobile, un impédancemètre appliquant une excitation en courant ou en tension avec une rampe de fréquences, et permettant d'obtenir une courbe d'impédance du composant considéré. Toutefois, un tel dispositif est relativement lourd et onéreux. La demande US 6,653,817 décrit un système d'estimation de l'impédance de la batterie, basé exclusivement sur l'électronique de puissance du véhicule. Elle décrit une phase d'excitation de la batterie en courant sur une large bande de fréquence par son électronique de puissance. Mais, comme l'excitation en courant s'étale sur cette large bande de fréquence, ce procédé permet une estimation grossière de l'impédance sur cette bande de fréquence, mais, elle ne permet pas une estimation précise de l'impédance à la fréquence de référence. One could consider adding to the motor vehicle, an impedance meter applying excitation current or voltage with a frequency ramp, and to obtain an impedance curve of the component considered. However, such a device is relatively heavy and expensive. US 6,653,817 discloses a system for estimating the impedance of the battery, based exclusively on the power electronics of the vehicle. It describes a phase of excitation of the battery by running over a wide frequency band by its power electronics. However, since the current excitation is spread over this wide frequency band, this method allows a rough estimation of the impedance on this frequency band, but it does not allow an accurate estimation of the impedance at the frequency reference.
Il est proposé un procédé d'estimation d'impédance d'au moins un composant d'une batterie de véhicule automobile pendant une phase de charge secteur de cette batterie, comprenant :  There is provided a method for estimating the impedance of at least one component of a motor vehicle battery during a mains charging phase of this battery, comprising:
- commander l'application à ce composant d'un signal de courant issu du secteur et définissant une fréquence d'harmonique, de façon à charger ce composant,  controlling the application to this component of a current signal coming from the sector and defining a harmonic frequency, so as to charge this component,
- recevoir au moins deux valeurs de tensions mesurées aux bornes de ce composant à des instants respectifs définissant un laps de temps inférieur ou égal à la moitié d'une période correspondant à cette fréquence d'harmonique,  receiving at least two values of voltages measured at the terminals of this component at respective instants defining a period of time less than or equal to half of a period corresponding to this harmonic frequency,
- déterminer à partir desdites au moins deux valeurs de tension et du signal de courant appliqué une valeur d'impédance associée à la fréquence d'harmonique.  determining from said at least two voltage values and the applied current signal an impedance value associated with the harmonic frequency.
Avantageusement, la fréquence d'harmonique associée à la valeur d'impédance peut être la fréquence de première harmonique, dite aussi fondamentale, même si on peut prévoir de baser ce procédé sur des harmoniques de rang supérieur. L'amplitude associée à la première harmonique étant en général relativement élevée, la détermination de la valeur d'impédance est plus fiable.  Advantageously, the harmonic frequency associated with the impedance value may be the first harmonic frequency, also called fundamental, even if it can be provided to base this method on higher order harmonics. As the amplitude associated with the first harmonic is generally relatively high, the determination of the impedance value is more reliable.
Un chargeur peut transformer un signal alternatif ou AC ( de l'anglais « alternating current ») en entrée provenant du secteur en un signal de charge en entrée de la batterie - dont les caractéristiques dépendent de la topologie du chargeur. En sortie du chargeur (et donc, en entrée de la batterie), on vient profiter des variations relativement importantes du signal de courant de charge de la batterie (et de sa réponse en tension) pour effectuer des mesures fiables de l'impédance. Du fait de cette utilisation du signal de charge de la batterie, l'estimation de l'impédance présente une meilleure répétabilité que dans l'art antérieur, et ce, sans ajouter de dispositif particulier du type impédancemètre . A charger can turn an alternating current (AC) signal into an input from the mains into a charging signal at the input of the battery - the characteristics of which depend on the topology of the charger. At the output of the charger (and therefore, at the input of the battery), it comes to take advantage of relatively large variations in the battery charging current signal (and its voltage response) to make reliable measurements of the impedance. Due to this use of the battery charge signal, the impedance estimate has better repeatability than in the prior art, without adding any particular device of the impedance meter type.
Le signal de courant peut présenter une largeur de bande autour de la fréquence fondamentale inférieure ou égale à 5% de cette fréquence fondamentale et avantageusement inférieure ou égale à 1%. The current signal may have a bandwidth around the fundamental frequency less than or equal to 5% of this fundamental frequency and advantageously less than or equal to 1%.
La largeur de bande peut par exemple être déterminée en choisissant les fréquences autour de la fréquence fondamentale, correspondant au maximum du pic de la transformée en fréquences, telles que le rapport entre l'amplitude maximale du pic et l'amplitude pour ces valeurs de fréquences soit de -Jï , puis en mesurant l'écart entre ces deux fréquences. The bandwidth can for example be determined by choosing the frequencies around the fundamental frequency, corresponding to the maximum of the peak of the frequency transform, such as the ratio between the maximum amplitude of the peak and the amplitude for these frequency values. or by measuring the difference between these two frequencies.
Le signal de courant appliqué peut être tel que l'amplitude de courant associé à la fréquence fondamentale, peut dépasser de 50% l'amplitude la plus élevée pour les autres fréquences non nulles et avantageusement être au moins deux fois supérieure à cette amplitude la plus élevée.  The applied current signal may be such that the amplitude of the current associated with the fundamental frequency may exceed the highest amplitude by 50% for the other non-zero frequencies and advantageously be at least two times greater than this amplitude. high.
On pourra relever que l'amplitude associée à la fréquence fondamentale peut être du même ordre de grandeur que la composante continue, ou non - en fonction de la topologie du chargeur.  It can be noted that the amplitude associated with the fundamental frequency can be of the same order of magnitude as the DC component, or not - depending on the topology of the charger.
Typiquement, la fréquence fondamentale dérive directement de la fréquence du secteur : par exemple, ces fréquences sont égales, ou bien la fréquence fondamentale est un multiple de la fréquence du secteur, par exemple le double de la fréquence du secteur.  Typically, the fundamental frequency derives directly from the frequency of the sector: for example, these frequencies are equal, or the fundamental frequency is a multiple of the frequency of the sector, for example twice the frequency of the sector.
Le signal de courant appliqué peut présenter des variations d'amplitude en fonction du temps supérieures à 30% de l'amplitude maximale de ce signal, avantageusement supérieure à 50%, avantageusement supérieure à 80%, et avantageusement entre 95% et 100%.  The applied current signal may have amplitude variations as a function of time greater than 30% of the maximum amplitude of this signal, advantageously greater than 50%, advantageously greater than 80%, and advantageously between 95% and 100%.
Ce procédé peut en outre permettre de simplifier la conception d'un système de chargeur de véhicule automobile en ce sens qu'il est possible de supprimer des éléments capacitifs permettant de lisser un signal avec une composante continue non nulle obtenu à partir du secteur. Un dispositif chargeur peut être agencé de façon à redresser le signal du secteur, par exemple un signal 50 Hertz ou 60 Hertz, sans écrêtage via une capacité ou équivalent. Alternativement, le dispositif chargeur peut comprendre une diode pour ne laisser passer sensiblement que les valeurs de courant positives, le chargement étant effectué à partir du signal obtenu en sortie de la diode. This method can further simplify the design of a motor vehicle charger system in that it is possible to remove capacitive elements to smooth a signal with a non-zero DC component obtained from the sector. A charger device may be arranged to rectify the mains signal, for example a 50 Hertz or 60 Hertz signal, without clipping through a capacitance or the like. Alternatively, the charger device may include a diode to pass substantially than the positive current values, the loading being effected from the signal obtained at the output of the diode.
Ainsi, on charge la batterie au moyen d'un signal présentant des variations relativement importantes et on utilise ces variations temporelles pour évaluer l'impédance d'un composant de la batterie.  Thus, the battery is charged by means of a signal having relatively large variations and these time variations are used to evaluate the impedance of a component of the battery.
Avantageusement et de façon non limitative, on peut prévoir de mesurer plus de deux valeurs de tension aux bornes du composant considéré et d'élaborer une valeur d'impédance associée à la fréquence fondamentale à partir de cette pluralité de valeurs de tension.  Advantageously and without limitation, it is possible to measure more than two voltage values at the terminals of the component in question and to develop an impedance value associated with the fundamental frequency from this plurality of voltage values.
Avantageusement et de façon non limitative, le laps de temps séparant deux valeurs de mesure de tension peut être strictement inférieur à une demi-période correspondant à la fréquence fondamentale. Par exemple, ce laps de temps peut varier entre un quart de période et un centième de période, par exemple de l'ordre d'un dixième de période.  Advantageously and without limitation, the time interval separating two voltage measurement values may be strictly less than one half-period corresponding to the fundamental frequency. For example, this period of time may vary between a quarter period and a hundredth of a period, for example of the order of one-tenth of a period.
Avantageusement et de façon non limitative, le procédé peut comprendre une étape de traitement consistant à effectuer une transformée en fréquence, par exemple une transformée rapide de Fourier ou FFT (de l'anglais « Fast Fourier Transform »), à partir des valeurs de tension mesurées, et à déterminer une valeur de cette transformée en fréquence du signal de tension correspondant à la fréquence fondamentale.  Advantageously and in a nonlimiting manner, the method may comprise a processing step of performing a frequency transform, for example a Fast Fourier transform (FFT), from voltage values. measured, and determining a value of this frequency transform of the voltage signal corresponding to the fundamental frequency.
Le procédé peut en outre comprendre une étape consistant à déduire la valeur d'impédance associée à la fréquence fondamentale à partir de la valeur de tension associée à la valeur de fréquence fondamentale ainsi déterminée et à partir d'une valeur de courant de charge associée à cette fréquence fondamentale, par exemple en effectuant un ratio de ces deux valeurs.  The method may further comprise a step of deriving the impedance value associated with the fundamental frequency from the voltage value associated with the fundamental frequency value thus determined and from a charge current value associated with this fundamental frequency, for example by performing a ratio of these two values.
Ainsi, on mesure des valeurs de tension aux bornes du composant de la batterie avec un pas d'échantillonnage suffisamment fin pour pouvoir déterminer la valeur d'une composante de tension correspondant à la fréquence fondamentale.  Thus, voltage values at the terminals of the battery component are measured with a sufficiently fine sampling pitch to be able to determine the value of a voltage component corresponding to the fundamental frequency.
L'invention n'est en rien limitée par le calcul d'une transformée en fréquence, ni par le choix d'un pas d'échantillonnage aussi fin. On pourrait par exemple prévoir un pas d'échantillonnage proche ou égal à la moitié d'une demi-période correspondant à la fréquence fondamentale. Par exemple, on pourrait prévoir de lire deux valeurs de tension correspondant à une portion du signal de courant variant continûment, par exemple une phase ascendante ou descendante du signal du courant. On pourrait alors déterminer l'impédance équivalente en effectuant un ratio entre une différence entre ces deux valeurs de tension mesurées et une différence entre deux valeurs de courant correspondant à ces deux valeurs de tension, par exemple deux valeurs du signal de courant prises aux mêmes instants que ces deux valeurs du signal de tension. The invention is in no way limited by the calculation of a frequency transform, nor by the choice of such a fine sampling step. For example, a sampling step that is close to or equal to half of a half-period corresponding to the fundamental frequency could be provided. For example, one could expect to read two values of voltage corresponding to a portion of the continuously varying current signal, for example an upward or downward phase of the current signal. The equivalent impedance could then be determined by performing a ratio between a difference between these two measured voltage values and a difference between two current values corresponding to these two voltage values, for example two values of the current signal taken at the same times. than these two values of the voltage signal.
L'invention n'est donc en rien limitée par le traitement effectué pour déduire la valeur d'impédance associée à la fréquence fondamentale.  The invention is therefore in no way limited by the processing performed to deduce the impedance value associated with the fundamental frequency.
Avantageusement et de façon non limitative, le composant peut comprendre :  Advantageously and in a nonlimiting manner, the component may comprise:
- une cellule,  - a cell,
- un raccord électrique entre une cellule et un bus barre supposé être connecté par soudure à cette cellule,  an electrical connection between a cell and a busbar supposed to be connected by welding to this cell,
- un bus barre entre deux cellules,  - a bus bar between two cells,
- un élément de cellule, c'est-à-dire une cellule et un bus barre supposé être en contact électrique avec cette cellule, - un bus barre supposé être en contact électrique avec deux modules d'un pack batterie,  a cell element, that is to say a cell and a busbar supposed to be in electrical contact with this cell, a busbar supposed to be in electrical contact with two modules of a battery pack,
- un module,  - a module,
- un pack complet, et/ ou  - a complete pack, and / or
- autre.  - other.
De manière générale, l'invention n'est pas limitée par la nature du composant. Par exemple, on pourra prévoir de mesurer le signal de tension aux bornes d'un ensemble de 2, 3, 4 ou autres éléments de cellule.  In general, the invention is not limited by the nature of the component. For example, it may be possible to measure the voltage signal across a set of 2, 3, 4 or other cell elements.
Avantageusement et de façon non limitative, le procédé peut comprendre une étape consistant à comparer la valeur d'impédance estimée à au moins une valeur seuil, et à émettre un signal d'alarme, par exemple un signal de détection de défaut de circuit électrique en fonction du résultat de la comparaison.  Advantageously and in a nonlimiting manner, the method may comprise a step of comparing the estimated impedance value with at least one threshold value, and emitting an alarm signal, for example an electrical circuit fault detection signal into function of the result of the comparison.
Par exemple, on peut prévoir de lire dans une cartographie une valeur d'impédance attendue associée à la fréquence fondamentale, en fonction d'une valeur de température mesurée et d'une valeur d'état de charge ou SOC (de l'anglais « State Of Charge »), mesurée. On peut comparer la valeur d'impédance déterminée en appliquant le procédé décrit ci-dessus à la valeur d'impédance issue de la cartographie, et si ces deux valeurs diffèrent trop l'une de l'autre, par exemple si la valeur absolue de la différence entre ces deux valeurs d'impédance est supérieure à un seuil prédéterminé, un signal d'alarme peut être émis afin de signaler une détection de défaut de circuit électrique. For example, it is possible to read in a map an expected impedance value associated with the fundamental frequency, as a function of a measured temperature value and a charge state value or SOC. State Of Charge "), measured. We can compare the impedance value determined by applying the method described above to the impedance value resulting from the mapping, and if these two values differ too much from each other, for example if the absolute value of the difference between these two impedance values is greater than a predetermined threshold, an alarm signal can be emitted to signal an electrical circuit fault detection.
De manière non limitative, on peut prévoir deux cartographies pour la valeur de l'impédance « théorique » selon que l'excitation soit à 50Hz ou à 60Hz. Par des méthodes simples de traitement du signal, l'homme du métier peut intégrer une logique de détermination de la cartographie applicable, en fonction de l'excitation en entrée de la batterie.  Without limitation, two maps may be provided for the value of the "theoretical" impedance depending on whether the excitation is at 50 Hz or at 60 Hz. By simple signal processing methods, a person skilled in the art can integrate an applicable mapping determination logic, depending on the input excitation of the battery.
Alternativement et de façon avantageuse, on peut prévoir d'estimer une pluralité de valeurs d'impédance à la fréquence fondamentale, pour une pluralité de composants respectifs de la batterie, et de comparer entre elles au moins deux valeurs d'impédance issues de cette pluralité. Par exemple, on peut prévoir de comparer la valeur d'impédance obtenue pour un composant donné à une valeur seuil obtenue à partir d'au moins une autre valeur d'impédance correspondant à au moins un autre composant respectif.  Alternatively and advantageously, it is possible to estimate a plurality of impedance values at the fundamental frequency, for a plurality of respective components of the battery, and to compare at least two impedance values derived from this plurality. . For example, it is possible to compare the impedance value obtained for a given component with a threshold value obtained from at least one other impedance value corresponding to at least one other respective component.
Si une valeur d'impédance correspondant à un composant donné diffère trop de l'impédance des autres composants, alors un signal d'alarme peut être émis, par exemple pour signaler une détection de défaut de circuit électrique. Ce procédé améliore la robustesse de cette détection, en ce sens qu'il limite le risque de fausse détection : en effet, ce procédé revient à comparer entre elles, les réponses en tension de cellules (ou bus barres) subissant exactement la même excitation en courant. Une valeur d'impédance pour un composant donné (cellule ou bus barre) anormalement différent des autres serait forcément lié aux conditions spécifiques (vieillissement, contact électrique défectueux) du composant. Par ailleurs, ce procédé permet d'éviter l'élaboration et la mémorisation d'une cartographie.  If an impedance value corresponding to a given component differs too much from the impedance of the other components, then an alarm signal may be emitted, for example to signal an electrical circuit fault detection. This method improves the robustness of this detection, in that it limits the risk of false detection: in fact, this method amounts to comparing with one another, the responses in cell voltage (or bus bars) undergoing exactly the same excitation. current. An impedance value for a given component (cell or busbar) abnormally different from the others would necessarily be related to the specific conditions (aging, faulty electrical contact) of the component. Moreover, this method makes it possible to avoid drawing up and memorizing a map.
L'invention peut ainsi trouver une application particulièrement avantageuse dans la détection de rupture totale ou partielle de contact électrique dans les batteries de véhicule automobile, mais elle n'est bien entendu pas limitée à cette application. Par exemple, on pourrait prévoir d'utiliser la valeur d'impédance estimée ainsi déterminée pour estimer un paramètre représentatif du vieillissement, par exemple en utilisant un procédé connu. Par exemple, on peut utiliser une cartographie permettant d'associer un ensemble de valeurs de température et de valeurs de SOC un ensemble de valeurs d'impédance à la fréquence fondamentale. Si la valeur d'impédance à la fréquence fondamentale déterminée par le procédé décrit ci-dessus diffère trop de la valeur d'impédance attendue à cette fréquence fondamentale, issue de la cartographie, on peut prévoir d'émettre un signal d'alarme pour signaler que la batterie est trop vieille. Par exemple on peut prévoir de déterminer à partir de ces deux valeurs d'impédance à la fréquence fondamentale un paramètre d'état de santé ou SOH (de l'anglais « State of Health ») de la batterie, par exemple en prenant le ratio de la valeur attendue et de la valeur mesurée. The invention can thus find a particularly advantageous application in the detection of total or partial breakage of electrical contact in motor vehicle batteries, but it is of course not limited to this application. For example, it would be possible to use the estimated impedance value thus determined to estimate a parameter representative of aging, for example using a known method. For example, mapping may be used to associate a set of temperature values and SOC values with a set of impedance values at the fundamental frequency. If the fundamental frequency impedance value determined by the method described above differs too much from the expected impedance value at this fundamental frequency, resulting from the mapping, it is possible to emit an alarm signal to signal that the battery is too old. For example, it is possible to determine from these two impedance values at the fundamental frequency a state of health parameter (SOH) of the battery, for example by taking the ratio the expected value and the measured value.
Les valeurs d'impédance déterminées au moyen du procédé décrit ci-dessus peuvent être des valeurs réelles, c'est-à-dire des valeurs de résistance, ou bien alternativement avoir une composante complexe.  The impedance values determined by the method described above may be actual values, i.e., resistance values, or alternatively may have a complex component.
Avantageusement et de façon non limitative, le procédé peut comprendre une étape consistant à déterminer, à partir d'au moins une valeur d'impédance estimée correspondant à un bus barre, une valeur de latence ou valeur de déphasage. Cette valeur de latence peut être induite par la chaîne d'acquisition, c'est-à-dire par exemple un réseau de communication impliquant des processeurs, du type ASIC (de l'anglais « Application Spécifie Integrated Circuit »), CPU (de l'anglais « Central Processing Unit »), des bus de communication, des convertisseurs analogique numérique ou autres. Ainsi, comme on sait qu'un bus barre ne présente pas en tant que tel d'impédance complexe, on se base sur le retard observé aux bornes du bus barre pour déterminer une valeur de latence introduite par la chaîne d'acquisition. Cette valeur de latence peut ensuite être utilisée pour estimer les valeurs d'impédance d'autres composants de la batterie, et notamment des éléments de cellule. Pour au moins un autre composant de la batterie, comprenant une cellule par exemple, on estime une valeur d'impédance de ce composant en prenant en compte cette valeur de latence.  Advantageously and in a nonlimiting manner, the method may comprise a step of determining, from at least one estimated impedance value corresponding to a busbar, a latency value or phase shift value. This latency value can be induced by the acquisition chain, that is to say for example a communication network involving processors, of the ASIC type (of the English "Application Specifies Integrated Circuit"), CPU (of Central Processing Unit), communication buses, analog digital converters, and others. Thus, as it is known that a busbar does not as such complex impedance, is based on the delay observed across the busbar to determine a latency value introduced by the acquisition chain. This latency value can then be used to estimate the impedance values of other battery components, including cell elements. For at least one other component of the battery, comprising a cell for example, an impedance value of this component is estimated taking into account this latency value.
Il est en outre proposé un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions pour effectuer les étapes du procédé décrit ci-dessus lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur. Ce programme d'ordinateur peut par exemple être stocké sur un support mémoire, téléchargé, ou autre. There is further provided a computer program product comprising instructions for performing the steps of the described method. above when these instructions are executed by a processor. This computer program can for example be stored on a memory medium, downloaded, or other.
Il est en outre proposé un dispositif d'estimation d'impédance d'au moins un composant d'une batterie de véhicule automobile, comprenant :  There is further provided a device for estimating the impedance of at least one component of a motor vehicle battery, comprising:
- des moyens de contrôle de charge secteur pour appliquer à ce composant un signal de courant issu du secteur et définissant une fréquence d'harmonique, de façon à charger ce composant.  - Mains charge control means for applying to this component a current signal from the sector and defining a harmonic frequency, so as to load this component.
- des moyens de réception d'au moins deux valeurs de tensions mesurées aux bornes de ce composant à des instants définissant un laps de temps inférieur ou égal à la moitié d'une période correspondant à la fréquence d'harmonique, et - des moyens de traitement en communication avec les moyens de charge et les moyens de réception, et agencés pour déterminer à partir des valeurs de tension reçues et à partir du signal de courant appliqué une valeur de mesure d'impédance du composant associé à la fréquence d'harmonique.  means for receiving at least two values of voltages measured at the terminals of this component at times defining a period of time less than or equal to half a period corresponding to the harmonic frequency, and means for processing in communication with the load means and the receiving means, and arranged to determine from the received voltage values and from the applied current signal an impedance measurement value of the component associated with the harmonic frequency.
Ce dispositif peut par exemple comprendre ou être intégré dans un processeur numérique de traitement du signal, par exemple un micro processeur, un micro contrôleur, un DSP (de l'anglais « Digital Signal Processor ») ou autre.  This device can for example include or be integrated in a digital signal processing processor, for example a micro processor, a micro controller, a DSP (the "Digital Signal Processor") or other.
Ce dispositif peut par exemple comprendre ou être intégré dans un BMS.  This device can for example include or be integrated in a BMS.
Les moyens de contrôle de charge secteur peuvent par exemple comprendre ou être intégrés dans un processeur pilotant la charge de la batterie, par exemple un processeur commandant des moyens de redressement d'un signal de courant secteur.  The mains charge control means may for example comprise or be integrated in a processor controlling the charge of the battery, for example a processor controlling rectifying means of a mains current signal.
Les moyens de réception peuvent par exemple comprendre un port d'entrée, une broche d'entrée ou autre.  The receiving means may for example comprise an input port, an input pin or the like.
Les moyens de traitement peuvent par exemple comprendre un cœur de processeur, un processeur ou autre.  The processing means may for example comprise a processor core, a processor or other.
Il est en outre proposé un système de batterie comprenant le dispositif décrit ci-dessus ainsi qu'un dispositif de chargement pour charger la batterie à partir du secteur et/ ou la batterie elle-même. Ce dispositif de chargement peut être agencé pour appliquer le signal de courant issu du secteur au composant, et/ou à l'ensemble de la batterie. There is further provided a battery system comprising the device described above as well as a charging device for charging the battery from the mains and / or the battery itself. This loading device can be arranged to apply the signal of current from the component sector, and / or the entire battery.
Il est en outre proposé un véhicule automobile comprenant un système de batterie tel que décrit ci-dessus, par exemple un véhicule électrique, hybride et/ ou autre.  It is further provided a motor vehicle comprising a battery system as described above, for example an electric vehicle, hybrid and / or other.
L'invention sera mieux comprise en référence aux figures lesquelles illustrent des modes de réalisation non limitatifs. :  The invention will be better understood with reference to the figures which illustrate non-limiting embodiments. :
- La figure 1 illustre schématiquement une portion de batterie d'un véhicule automobile.  - Figure 1 schematically illustrates a battery portion of a motor vehicle.
- La figure 2 montre un exemple de système de batterie, selon un mode de réalisation de l'invention.  FIG. 2 shows an example of a battery system, according to one embodiment of the invention.
- La figure 3A est un graphique montrant l'évolution en fonction du temps d'un signal de courant secteur et d'un signal de courant redressé tel qu'appliqué à la batterie selon un mode de réalisation de l'invention.  FIG. 3A is a graph showing the time course of a mains current signal and a rectified current signal as applied to the battery according to one embodiment of the invention.
- La figure 3B est un graphique montrant des transformées en fréquence des signaux de la figure 3A.  FIG. 3B is a graph showing frequency transformations of the signals of FIG. 3A.
- La figure 4 est un organigramme d'un exemple de procédé selon un mode de réalisation de l'invention.  FIG. 4 is a flowchart of an exemplary method according to one embodiment of the invention.
En référence à la figure 1 , un pack batterie comprend une pluralité de modules (non représentés), par exemple huit modules. Chaque module peut par exemple peser entre 10 et 15 kg et comprendre une pluralité de cellules, par exemple 24 cellules.  With reference to FIG. 1, a battery pack comprises a plurality of modules (not shown), for example eight modules. Each module may for example weigh between 10 and 15 kg and comprise a plurality of cells, for example 24 cells.
Deux modules adjacents sont raccordés électriquement entre eux par un bus barre en cuivre (non représenté). Au sein de chaque module, des cellules Lithium-ion adjacentes Ci, Ci+i, sont raccordées électriquement au moyen d'un bus barre BBi.  Two adjacent modules are electrically connected to each other by a copper busbar (not shown). Within each module, adjacent lithium-ion cells Ci, Ci + i are electrically connected by means of a busbar BBi.
Plus précisément, la cellule Ci comprend une électrode négative ENi et une électrode positive EPi. Et la cellule Ci+i comprend une électrode négative ENi+i et une électrode positive EPi+i. Le bus barre BBi est soudé d'une part à l'électrode positive EPi de la cellule i et d'autre part à l'électrode négative ENi+i de la cellule (i+ 1).  More precisely, the cell Ci comprises a negative electrode ENi and a positive electrode EPi. And the cell Ci + i comprises a negative electrode ENi + i and a positive electrode EPi + i. BBi bus bus is welded firstly to the positive electrode EPi of the cell i and secondly to the negative electrode ENi + i of the cell (i + 1).
Un élément de cellule Ci comprend la cellule Ci ainsi que le bus  A cell element Ci comprises the cell Ci as well as the bus
F- ccll x i est mesurée aux bornes de l'élément de cellule Ci correspondant à la cellule Ci.  F -ccll x i is measured across the cell element Ci corresponding to the cell Ci.
Cette tension peut s'écrire comme la somme : d'une valeur de tension à vide ; This tension can be written as the sum: an empty voltage value;
d'une valeur de tension de cellule égale au produit de la résistance interne de la cellule Ci et d'une valeur de courant traversant la cellule. Cette valeur de résistance interne à la cellule est fonction de la température et de l'état de charge de la cellule. En particulier, si la température est relativement basse, la résistance interne de la cellule Ci peut avoir une valeur relativement élevée.  a cell voltage value equal to the product of the internal resistance of the cell Ci and a current value passing through the cell. This value of internal resistance to the cell is a function of the temperature and the state of charge of the cell. In particular, if the temperature is relatively low, the internal resistance of the cell Ci may have a relatively high value.
- du produit d'une valeur de la résistance de la connectique entre l'électrode positive EPi et le bus barre BBi et de la valeur de courant. Cette valeur de résistance de connectique peut être relativement élevée si la soudure est altérée ; et  - The product of a value of the resistance of the connection between the positive electrode EPi and the bus bar BBi and the current value. This connector resistance value can be relatively high if the solder is damaged; and
- du produit de la résistance du bus barre BBi et de la valeur de courant traversant le bus barre BBi. Cette valeur de résistance du bus barre BBi est relativement faible, par exemple de l'ordre de 0, 1 πιΩ, et est liée à la conductivité du matériau du bus barre. En particulier, cette valeur de résistance de bus barre varie relativement peu avec la température.  the product of the resistance of the busbar BBi and of the current value crossing the busbar BBi. This resistance value of the bus bar BBi is relatively low, for example of the order of 0.1 πιΩ, and is related to the conductivity of the busbar material. In particular, this busbar resistance value varies relatively little with temperature.
On cherche à détecter les éventuels défauts de circuit électrique de la batterie, à partir de valeurs estimées des résistances des différents composants de cette batterie.  It is sought to detect possible electrical circuit faults of the battery, from estimated values of the resistances of the various components of this battery.
En référence à la figure 2, un système de batterie 1 comprend la batterie proprement dite 10, un dispositif de chargement, par exemple un chargeur 1 1 , pour recharger la batterie 10 à partir du courant du secteur et un dispositif de détection de défaut 12.  With reference to FIG. 2, a battery system 1 comprises the actual battery 10, a charging device, for example a charger 1 1, to recharge the battery 10 from the mains current and a fault detection device 12 .
Comme il ressort des figures 3A et 3B, le chargeur 1 1 est agencé pour redresser un signal de courant secteur 30 en un signal de charge 31 . On pourra relever qu'aucun lissage n'est appliqué, et que c'est le signal 31 qui est appliqué à l'ensemble de la batterie 10. Cette batterie 10 est représentée ici schématiquement sous la forme d'une succession d'éléments de cellules Ci, C'2, . . . , C'N.  As is apparent from FIGS. 3A and 3B, the charger 1 1 is arranged to rectify a mains current signal 30 into a charge signal 31. It can be noted that no smoothing is applied, and that it is the signal 31 which is applied to the entire battery 10. This battery 10 is represented here schematically in the form of a succession of elements of cells Ci, C'2,. . . , C'N.
Pour chaque élément de cellule, on mesure la tension aux bornes de cet élément de cellule et les valeurs de potentiel ainsi mesurées sont envoyées à un composant correspondant du dispositif 12, par exemple un ASIC. Ces différents ASICs sont en communication avec un processeur CPU du dispositif 12.  For each cell element, the voltage at the terminals of this cell element is measured and the potential values thus measured are sent to a corresponding component of the device 12, for example an ASIC. These different ASICs are in communication with a CPU processor of the device 12.
Le dispositif 12 peut être un BMS ou autre. En outre, des éléments de mesure du courant traversant le pack batterie, ici représentés schématiquement par la référence 13, permettent au CPU de recevoir une valeur de mesure du courant appliqué à la batterie. Ces éléments de mesure du courant peuvent par exemple comprendre un ampèremètre. The device 12 may be a BMS or other. In addition, measurement elements of the current passing through the battery pack, here represented diagrammatically by the reference 13, allow the CPU to receive a measurement value of the current applied to the battery. These current measuring elements may for example include an ammeter.
En référence à la figure 3B, si le signal de courant secteur définit un pic à 50 Hertz, le signal de courant de charge définit :  With reference to FIG. 3B, if the mains current signal defines a peak at 50 Hertz, the load current signal defines:
- une valeur de courant continu non nulle, c'est-à-dire qu'un courant positif permet de recharger la batterie,  a non-zero DC value, ie a positive current makes it possible to recharge the battery,
- un pic à une fréquence fondamentale, ici 100 Hz, et  a peak at a fundamental frequency, here 100 Hz, and
- d'autres harmoniques de rang supérieur.  - other harmonics of higher rank.
Ainsi, la transformée en fréquence 30' du signal de courant secteur est principalement composée d'un pic à 50 hertz.  Thus, the frequency transform 30 'of the mains current signal is mainly composed of a peak at 50 Hz.
La transformée en fréquence du signal de courant redressé 31 ' comprend une composante continue, c'est-à-dire un pic à 0 Hertz, un pic à 100 Hertz et des harmoniques à 200, 300, 400 Hertz, etc.  The frequency transform of the rectified current signal 31 'comprises a DC component, i.e. a peak at 0 Hz, a peak at 100 Hz and harmonics at 200, 300, 400 Hz, and so on.
Dans ce mode de réalisation, le chargeur 1 1 de la figure 2 est agencé pour redresser le courant secteur. On pourrait bien entendu prévoir d'autres variantes, pourvu que ce soit bien un courant positif qui entre dans la batterie et que le signal de courant de charge définisse une fréquence discrète non nulle, à partir de laquelle on pourra déterminer l'impédance.  In this embodiment, the charger 1 1 of Figure 2 is arranged to rectify the mains current. Other variants could of course be provided, provided that it is a positive current that enters the battery and that the charge current signal defines a non-zero discrete frequency, from which the impedance can be determined.
Avantageusement, la charge est monophasée, mais on pourra prévoir une charge triphasée pourvu que la transformée en fréquence du signal du courant de charge présente une composante harmonique de courant batterie non nulle.  Advantageously, the load is single-phase, but it will be possible to provide a three-phase load provided that the frequency transform of the load current signal has a harmonic component of non-zero battery current.
La valeur d'impédance d'un composant donné pourra alors être estimée en appliquant la formule suivante :  The impedance value of a given component can then be estimated by applying the following formula:
Z cIomposZ cIompos
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
dans lequel  in which
- ur de fréquence fondamentale, ici 100 Hz ;
Figure imgf000013_0002
est une transformée en fréquence de l'impédance complexe du composant i ; - ^composant est une transformée en fréquence d'un signal de tension mesurée aux bornes du composant i ;
- Ur fundamental frequency, here 100 Hz;
Figure imgf000013_0002
is a frequency transform of the complex impedance of component i; component is a frequency transform of a voltage signal measured across the component i;
- I Bat est une transformée en fréquence du signal de charge de la batterie.  - I Bat is a frequency transformation of the battery charge signal.
Pour revenir à la figure 2, on pourra prévoir des filtres matériels To return to Figure 2, we can provide material filters
(« hardware » en anglais), par exemple des filtres discrets, ou logiciels (« software » en anglais) non représentés, ainsi que des moyens de conversion numériques ou ADC (de l'anglais « Analog to Digital Converter »), pour filtrer le bruit de mesure tout en préservant la composante fréquentielle du courant et de la tension cellule correspondant à la fréquence fondamentale. Il peut par exemple s'agir de filtres passe-bas ayant une fréquence de coupure suffisamment supérieure à la fréquence fondamentale. ("Hardware" in English), for example discrete filters, or software ("software" in English) not shown, and digital conversion means or ADC (of the English "Analog to Digital Converter"), to filter the measurement noise while preserving the frequency component of the current and the cell voltage corresponding to the fundamental frequency. It can for example be low-pass filters having a cutoff frequency sufficiently higher than the fundamental frequency.
En référence à la figure 4, un procédé de détection de défaut de circuit électrique d'une batterie peut comprendre une première étape référencée 40 consistant à transmettre un signal de commande au chargeur référencé 1 1 sur la figure 1 afin que ce chargeur 1 1 applique un signal de courant de charge à la batterie 10. Ce signal du courant de charge est obtenu par redressement du courant secteur. Cette étape de transmission d'un signal de commande peut être effectuée au sein du With reference to FIG. 4, a method for detecting an electrical circuit fault of a battery may comprise a first step referenced 40 consisting in transmitting a control signal to the charger referenced 1 1 in FIG. 1 so that this charger 1 1 applies a load current signal to the battery 10. This signal of the charging current is obtained by rectification of the mains current. This step of transmitting a control signal can be carried out within the
BMS 12 de la figure 2. BMS 12 of Figure 2.
Puis, pour chacun des éléments de cellule Ci, on mesure la tension aux bornes de cet élément de cellule. Then, for each cell element Ci, the voltage across this cell element is measured.
n reçoit une pluralité de valeurs de tension mesurées
Figure imgf000014_0001
au cours d'une étape 41. Dans cet exemple, le laps de temps écoulé entre deux mesures consécutives de tension Vt (fl) j
n receives a plurality of measured voltage values
Figure imgf000014_0001
during a step 41. In this example, the lapse of time elapsed between two consecutive measurements of voltage V t (fl) j
V, (n + 1) est d'environ 1 ms. Un tel pas d'échantillonnage d'une milliseconde permet de recueillir environ dix valeurs par période du signal de courant appliqué. V, (n + 1) is about 1 ms. Such a millisecond sampling step makes it possible to collect about ten values per period of the current signal applied.
Au cours d'une étape 42, on applique aux valeurs reçues à l'étape During a step 42, it applies to the values received at the step
41 une transformée de Fourier rapide pour obtenir une transformée en fréquence. 41 a fast Fourier transform to obtain a frequency transformation.
Puis au cours de l'étape 43, on applique à un échantillonnage du signal de courant de charge une transformée de Fourrier rapide, de façon à obtenir un signal de transformée en fréquence du signal de courant traversant la batterie. Then during step 43, a sampling of the charge current signal is applied to a fast Fourier transform, a to obtain a frequency transform signal of the current signal passing through the battery.
Enfin, au cours d'une étape 44, une valeur d'impédance correspondant à la fréquence fondamentale, ici 100 Hz dans la mesure où le courant secteur est à 50 Hz, est déterminée en prenant le ratio entre la valeur de transformée en fréquence de la tension pour cette fréquence fondamentale, et la valeur de transformée en courant pour cette fréquence fondamentale.  Finally, during a step 44, an impedance value corresponding to the fundamental frequency, here 100 Hz insofar as the mains current is at 50 Hz, is determined by taking the ratio between the frequency transform value of the voltage for this fundamental frequency, and the current transform value for this fundamental frequency.
Au cours d'une étape 45, on lit dans une cartographie une valeur d'impédance attendue pour une valeur de température de batterie mesurée et pour une valeur d'état de charge mesurée.  During a step 45, a mapping is read an expected impedance value for a measured battery temperature value and a measured state of charge value.
Au cours d'un test 46, les valeurs déterminées aux étapes 44, 45 sont comparées entre elles. Si la valeur absolue de la différence entre ces deux valeurs d'impédance est supérieure à un seuil, alors on commande l'émission d'un signal d'alarme afin de signaler la détection d'un défaut.  During a test 46, the values determined in steps 44, 45 are compared with each other. If the absolute value of the difference between these two impedance values is greater than a threshold, then the emission of an alarm signal is commanded in order to signal the detection of a fault.
Dans cet exemple, une boucle, indicée i, est mise en place afin de parcourir les différents éléments de cellule C'I , . . . ,C'N. L'étape d'initialisation 47 et l'étape d'incrémentation 48 ont été représentées. En revanche, l'étape de sortie de boucle, lorsque i a atteint la valeur N du nombre de cellules, n'est pas représentée sur cette figure 4.  In this example, a loop, indexed i, is set up in order to browse the different cell elements C'I,. . . , C'n. The initialization step 47 and the incrementing step 48 have been represented. On the other hand, the loop output step, when i has reached the value N of the number of cells, is not represented in this FIG.
Dans un mode de réalisation alternatif, la comparaison entre la valeur d'impédance déterminée à l'étape 44, et la valeur théorique lue à l'étape 45 pourrait être effectuée en calculant un ratio entre ces deux valeurs selon la formule :  In an alternative embodiment, the comparison between the impedance value determined in step 44, and the theoretical value read at step 45 could be performed by calculating a ratio between these two values according to the formula:
SOHPcel,{f ffmonldl) ,SOHP cel , {ff fm on l d l ),
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
Dans lequel ^ a est la valeur théorique d'impédance qu'aurait pour la fréquence fondamentale une cellule neuve, issue d'une
Figure imgf000015_0002
In which ^ a is the theoretical impedance value that would have for the fundamental frequency a new cell, resulting from a
Figure imgf000015_0002
cartographie. Si ce terme est inférieur à un seuil, alors le signal d'alarme est transmis car cela signifie que l'impédance de l'élément de cellule est devenue anormalement élevée. mapping. If this term is below a threshold, then the alarm signal is transmitted because it means that the impedance of the cell element has become abnormally high.
Selon un autre mode de réalisation, on peut détecter un défaut de circuit électrique au niveau des autres composants de la batterie comme par exemple les bus barre raccordant électriquement les modules entre eux. On mesure ainsi l'évolution de la tension aux bornes de ces bus barre, et on estime des valeurs d'impédances respectives par analyse fréquentielle, ces valeurs d'impédance correspondant à la fréquence fondamentale du signal du courant de charge de la batterie. On compare l'impédance obtenue pour chacun de ces bus barre, cette obtention étant effectuée en appliquant des étapes similaires aux étapes 41 , 42, 43 et 44, à une valeur de référence · On obtient ainsi le ratio :
Figure imgf000016_0001
According to another embodiment, it is possible to detect a fault in the electrical circuit at the level of the other battery components, for example the bus bars electrically connecting the modules between them. The evolution of the voltage at the terminals of these bus bars is thus measured, and respective impedance values are estimated by frequency analysis, these impedance values corresponding to the fundamental frequency of the signal of the charging current of the battery. The impedance obtained for each of these bus bars is compared, this obtaining being carried out by applying steps similar to steps 41, 42, 43 and 44, to a reference value · This gives the ratio:
Figure imgf000016_0001
Si ce terme SOHPcomposantiffond ) devient inférieur à un seuil, alors on lève un diagnostic car cela signifie que l'impédance composant est devenue anormalement élevée. If this term SOHPcomposantiffond) falls below a threshold, then a diagnosis is made because it means that the component impedance has become abnormally high.
Dans un autre mode de réalisation, la détection de défaut de circuit électrique peut être effectuée en comparant entre elles les différentes valeurs d'impédance obtenues à l'étape 44 pour les différents éléments de cellule. On peut par exemple calculer une valeur moyenne sur l'ensemble des N éléments de cellule average{zc l omposant (ffond \ i = \ ..N}, et, pour chacun des composants, calculer un ratio entre cette valeur moyenne et la valeur d'impédance déterminée à l'étape 44, selon la formule : In another embodiment, the electric circuit fault detection can be performed by comparing the different impedance values obtained in step 44 for the different cell elements. For example, we can calculate an average value over the set of N average cell elements {z c l omposant (f fond \ i = \ ..N}, and, for each of the components, calculate a ratio between this average value and the impedance value determined in step 44, according to the formula:
SOHP c 1omposantSOHP c 1 omposant
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0002
Si le terme SOHP composant ffond ) est inférieur à un seuil, alors on transmet un message d'alarme, car cela signifie que l'impédance du composant i est devenue anormalement élevée par rapport à celle des autres composants. Ceci peut être potentiellement lié à un défaut de circuit électrique. If SOHP term component ff ond) is below a threshold, then it sends an alarm message, because it means that the impedance of the component i became abnormally high compared to other components. This can potentially be related to an electrical circuit fault.
Pour revenir à la figure 2, dans le BMS 12, la chaîne d'acquisition de la tension aux bornes des composants de type cellule, bus barre, etc. est différente de la chaîne d'acquisition, du courant, ici référencée 13. Afin de s'assurer que ces chaînes d'acquisition sont correctement phasées entre elles, on pourra prévoir de mesurer le déphasage entre une valeur de tension lue aux bornes d'un bus barre et la valeur du courant de charge. To return to FIG. 2, in the BMS 12, the chain of acquisition of the voltage at the terminals of the components of the cell, busbar, etc. type. is different from the acquisition chain, the current, here referenced 13. In order to ensure that these acquisition chains are properly phased together, it will be possible to measure the phase difference between a voltage value read across a busbar and the value of the load current.
Ainsi, si les tensions et le nt pas parfaitement synchronisées, la valeur busbar n'est pas purement
Figure imgf000017_0001
Thus, if the voltages are not perfectly synchronized, the busbar value is not purely
Figure imgf000017_0001
réelle. S'il y a un déphasage de φ entre la valeur de mesure de tension de courant, alors que la résistance du bus barre cellule vaut R, alors on obtiendrait busbar ^ . On peut ainsi retrouver non seulement la valeur de résistance R, et également la valeur de déphasage φ. La connaissance de cette valeur de déphasage peut permettre de corriger le déphasage entre les mesures de tension et celles du courant pour les autres composants de la batterie, notamment les éléments de cellule. real. If there is a phase shift of φ between the current voltage measurement value, while the resistance of the bus bar cell is R, then we would get busbar ^. It is thus possible to find not only the resistance value R, but also the phase shift value φ. The knowledge of this phase shift value can be used to correct the phase difference between the voltage measurements and those of the current for the other components of the battery, in particular the cell elements.

Claims

Revendications claims
1. Procédé d'estimation d'impédance d'au moins un composant d'une batterie de véhicule automobile pendant une phase de charge secteur de cette batterie, comprenant : A method for estimating the impedance of at least one component of a motor vehicle battery during a mains charging phase of this battery, comprising:
- commander (40) l'application audit composant d'un signal de courant issu du secteur et définissant une fréquence d'harmonique, de façon à charger ledit composant,  controlling (40) the application to said component of a current signal coming from the sector and defining a harmonic frequency, so as to charge said component,
- recevoir (41) au moins deux valeurs de tensions mesurées aux bornes dudit composant à des instants respectifs définissant un laps de temps inférieur ou égal à la moitié d'une période correspondant à ladite fréquence d'harmonique, et  - receiving (41) at least two measured voltage values across said component at respective times defining a period of time less than or equal to half a period corresponding to said harmonic frequency, and
- déterminer (42, 43, 44) à partir desdites au moins deux valeurs de tension et du signal de courant appliqué une valeur d'impédance associée à la fréquence d'harmonique.  - determining (42, 43, 44) from said at least two voltage values and the applied current signal an impedance value associated with the harmonic frequency.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le signal de courant issu du secteur et appliqué au composant est obtenu par redressage du signal de courant secteur. 2. The method of claim 1, wherein the current signal from the sector and applied to the component is obtained by straightening the mains current signal.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le laps de temps varie entre un quart de la période correspondant à ladite fréquence d'harmonique et un centième de ladite période. 3. Method according to one of claims 1 to 2, wherein the lapse of time varies between a quarter of the period corresponding to said harmonic frequency and one hundredth of said period.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre :4. Method according to one of claims 1 to 3, further comprising:
- comparer (46) la valeur d'impédance estimée à au moins une valeur seuil, et comparing (46) the estimated impedance value with at least one threshold value, and
- émettre un signal de détection de défaut de circuit électrique en fonction du résultat de la comparaison.  - emit an electric circuit fault detection signal according to the result of the comparison.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite valeur seuil est issue (45) d'une cartographie agencée pour associer une valeur d'impédance à une valeur de température et une valeur d'état de charge. 5. The method as claimed in claim 4, wherein said threshold value is derived from a map arranged to associate an impedance value with a temperature value and a charge state value.
6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel on estime une pluralité de valeurs d'impédance pour une pluralité de composants respectifs de la batterie, The method according to one of claims 4 or 5, wherein a plurality of impedance values are estimated for a plurality of respective components of the battery,
caractérisé en ce que characterized in that
pour ledit au moins un composant, ladite valeur seuil est obtenue à partir d'au moins une autre valeur d'impédance correspondant à au moins un autre composant respectif - telle que la valeur moyenne de l'impédance calculée sur tous les composants équivalent dans le pack.  for said at least one component, said threshold value is obtained from at least one other impedance value corresponding to at least one other respective component - such as the average value of the impedance calculated on all the components equivalent in the pack.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la batterie comprend une pluralité de modules raccordés électriquement entre eux par des bus barre, chaque module comprenant un nombre de cellules, caractérisé en ce que 7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the battery comprises a plurality of modules electrically connected to each other by bus bars, each module comprising a number of cells, characterized in that
on estime une valeur d'impédance pour un composant comprenant un bus barre raccordant électriquement deux modules entre eux,  an impedance value is estimated for a component comprising a busbar electrically connecting two modules together,
on détermine à partir de ladite valeur d'impédance estimée une valeur de déphasage,  determining from said estimated impedance value a phase shift value,
pour au moins un autre composant comprenant une cellule, on estime une valeur d'impédance dudit composant en prenant en compte ladite valeur de déphasage.  for at least one other component comprising a cell, an impedance value of said component is estimated by taking into account said phase shift value.
8. Dispositif d'estimation d'impédance ( 12) d'au moins un composant (C'I , . . . ,C'N) d'une batterie ( 10) de véhicule automobile, comprenant : 8. An impedance estimation device (12) of at least one component (C'I, ..., C'N) of a motor vehicle battery (10), comprising:
- des moyens de contrôle de charge secteur pour appliquer audit composant un signal de courant issu du secteur et définissant une fréquence d'harmonique, afin de charger ledit composant, - Mains charge control means for applying to said component a current signal coming from the sector and defining a harmonic frequency, in order to charge said component,
- des moyens de réception d'au moins deux valeurs de tension mesurées aux bornes dudit composant à des instants définissant un laps de temps inférieur ou égal à la moitié d'une période correspondant à la fréquence d'harmonique, etmeans for receiving at least two voltage values measured at the terminals of said component at times defining a period of time less than or equal to half of a period corresponding to the harmonic frequency, and
- des moyens de traitement en communication avec les moyens de charge et les moyens de réception, et agencés pour déterminer à partir des valeurs de tension reçues et à partir du signal de courant appliqué une valeur de mesure d'impédance du composant associé à la fréquence d'harmonique. processing means in communication with the charging means and the receiving means, and arranged to determine from the received voltage values and from the applied current signal an impedance measurement value of the component associated with the frequency harmonic.
9. Système de batterie (1) comprenant le dispositif (12) selon la revendication 8, ainsi qu'un dispositif de chargement (1 1) pour charger une batterie (10) à partir du secteur et/ ou la batterie elle-même. 9. Battery system (1) comprising the device (12) according to claim 8, and a charging device (1 1) for charging a battery (10) from the mains and / or the battery itself.
10. Véhicule automobile comprenant un système de batterie (1) selon la revendication 9. 10. Motor vehicle comprising a battery system (1) according to claim 9.
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