特許 6404221 電池の電圧を変調させるための構造、及びその能動的平衡化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6404221

(24)【登録日】2018年9月21日

(45)【発行日】2018年10月10日

(54)【発明の名称】電池の電圧を変調させるための構造、及びその能動的平衡化

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20181001BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20181001BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 K

   H02J7/02 H

   H02J7/02 J

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-536198(P2015-536198)

(86)(22)【出願日】2013年10月3日

(65)【公表番号】特表2015-531586(P2015-531586A)

(43)【公表日】2015年11月2日

(86)【国際出願番号】FR2013052351

(87)【国際公開番号】WO2014057192

(87)【国際公開日】20140417

【審査請求日】2016年9月30日

(31)【優先権主張番号】1202718

(32)【優先日】2012年10月11日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ガニャール， ローラン

(72)【発明者】

【氏名】クヴィエスカ， ペドロ

(72)【発明者】

【氏名】メリエンヌ， リュドヴィック

(72)【発明者】

【氏名】ドリーマイヤー−フランコ， アナ−ルシア

【審査官】 小池 堂夫

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１３２３０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２１３２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１７４２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電気エネルギー貯蔵セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）、及び前記セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）を互いに接続する電気ネットワーク（５）を備える蓄電池（１）であって、前記セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）は、セルの数が偶数である複合セル（１０、２０、３０）としてグループ化され、前記複合セルは互いに直列に接続されており、前記電気ネットワーク（５）は、
各複合セル（１０、２０、３０）の前記セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）を並列に及び直列に接続する接続手段（５２）、
前記蓄電池（１）に接続される電池充電器又は電気モータの少なくとも１つの作動パラメータを獲得する獲得手段（５４）、
前記セルの充電の状態に関わらず、前記電池充電器又は電気モータの効率を最適化するように、獲得された前記作動パラメータに従って、前記蓄電池（１）の端子にわたって送達される最適電圧を推定する推定手段、及び
前記推定手段によって事前に推定された前記最適電圧に従って、各複合セル（１０、２０、３０）の前記セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）を並列に及び直列に接続するのに適切な前記接続手段（５２）を制御する制御手段（５７）を備え、
前記制御手段（５７）は、前記蓄電池（１）が電気モータに電流を供給しているか、又は、前記蓄電池（１）が充電されているかを推定し、
前記蓄電池（１）が電気モータに電流を供給している場合、
前記獲得手段（５４）は、前記電気モータの回転速度及び電流を取得し、
前記推定手段は、前記電気モータの回転速度及び電流と最適電圧との対応付けが予め記憶された第１のレジスタから、取得した前記回転速度及び前記電流に対応付けられた最適電圧を取得し、
蓄電池（１）が充電されている場合、
前記獲得手段（５４）は、前記蓄電池（１）によって引き込まれた最大電流強度Ｉ_ｍａｘを取得し、
前記推定手段は、最大電流強度と最適電圧との対応付けが予め記憶された第２のレジスタから、取得した前記最大電流強度Ｉ_ｍａｘに対応付けられた最適電圧を取得し、
前記制御手段（５７）は、取得した前記最適電圧に基づいて、前記接続手段（５２）を制御する、
蓄電池（１）。

【請求項2】

前記接続手段（５２）が、各複合セル（１０、２０、３０）において３つのブレーカスイッチを備える、請求項１に記載の蓄電池（１）。

【請求項3】

各複合セル（１０、２０、３０）が、それぞれ少なくとも１つのセルから構成される２つの並列な分岐を備える、請求項１又は２に記載の蓄電池（１）。

【請求項4】

前記接続手段（５２）が、前記２つの並列な分岐を直列に又は並列に接続するのに適切である、請求項３に記載の蓄電池（１）。

【請求項5】

前記複合セル（１０、２０、３０）に含まれる前記セルの数がすべて同じである、請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄電池（１）。

【請求項6】

前記獲得手段（５４）は、各複合セル（１０、２０、３０）及び／又は各セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）の、電圧及び／又は充電状態及び／又は容量を、獲得する、請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄電池（１）。

【請求項7】

外部ケーシング（４）であって、そこから２つの接続端子（２、３）が現れ、その中の電池において前記複合セル（１０、２０、３０）が前記２つの接続端子（２、３）の間で直列に接続される、外部ケーシングが設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の蓄電池（１）。

【請求項8】

請求項６に記載の蓄電池（１）の接続手段（５２）を制御する方法であって、
前記蓄電池（１）が電気モータに電流を供給しているか、又は、前記蓄電池（１）が充電されているかを推定するステップ、
前記蓄電池（１）が電気モータに電流を供給している場合、前記電気モータの回転速度及び電流を取得し、前記電気モータの回転速度及び電流と最適電圧との対応付けが予め記憶された第１のレジスタから、取得した前記回転速度及び前記電流に対応付けられた最適電圧を取得するステップ、
蓄電池（１）が充電されている場合、前記蓄電池（１）によって引き込まれた最大電流強度Ｉ_ｍａｘを取得し、最大電流強度と最適電圧との対応付けが予め記憶された第２のレジスタから、取得した前記最大電流強度Ｉ_ｍａｘに対応付けられた最適電圧を取得するステップ、
前記蓄電池（１）の各複合セル（１０、２０、３０）及び／又は各セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）の端子にわたる瞬時電圧を獲得するステップ、及び
取得した前記最適電圧に基づいて、各複合セル（１０、２０、３０）の前記セル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）を並列に又は直列に接続する前記接続手段（５２）を制御するステップ、
を含み、
前記制御するステップは、
取得された前記最適電圧及び獲得された前記瞬時電圧に従って、複合セルの数「ｋ」を推定するステップであって、前記「ｋ」は、前記蓄電池の前記端子にわたる前記電圧を取得された前記最適電圧に実質的に等しくするために直列に接続される複合セルの数を表す、ステップ、
前記「ｋ」個の複合セル（１０、２０、３０）であって、その充電状態パラメータが前記蓄電池（１）の放電の場合に最大であり、又は前記蓄電池（１）の充電の場合に最小である、前記「ｋ」個の複合セルを決定するステップ、
これらの「ｋ」個の複合セル（１０、２０、３０）を接続する前記接続手段（５２）を制御し、それらのセル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）を直列に接続するステップ、及び
残りの複合セルを接続する前記接続手段（５２）を制御し、それらのセル（１１、１２、２１、２２、３１、３２）を並列に接続するステップ
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して電気推進又はハイブリッド推進を備える自動車車両に関する。

【0002】

本発明は、より具体的には、複数の電気エネルギー貯蔵セル、及び前記セルを互いに接続する電気ネットワークを備える蓄電池に関する。

【0003】

本発明は、さらにこの蓄電池の電気ネットワークの電子コンポーネントを制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0004】

電気推進を備える自動車車両は、概して、電気モータ、並びにこの電気モータ及びいわゆる「高電圧」ネットワークに接続される多用な補助アイテムに電流を供給する専用の蓄電池を装備する。

【0005】

一般的に「トラクション電池」と呼ばれるこのような電池は、標準的な態様において、複数の蓄電池セルを収容するケーシングを備え、蓄電池セルの数は、電気モータが所定期間において車両を推進させるのに十分なトルクと電力を発生させることができるように計算される。

【0006】

各セルは、その端子にわたって通常２から５Ｖの電圧を示す。これらのセルは、次いで適用例で要求される電圧レベルに達するために直列に接続される。トラクション電池の端子にわたって測定される電圧は、したがって、４００Ｖに達することがある。

【0007】

しかしながら、セルの充電状態に応じて、この電圧は３００Ｖを下回ることがあることに留意されたい。さて、電圧がより低下するにつれて、特定の電力に対して電気モータの効率がより低下する。さらに、所与の電力に対して電圧が低下するとき、充電電流がより大きな振幅になるため（この充電が、停止中に専用充電器によって行われるか、又は移動中に制動の間のエネルギー回復手段によって行なわれるかに関わらず）、蓄電池の充電効率が劣化するようになることに留意されたい。

【0008】

さらに、トラクション電池のセルは、すべてが厳密に同一ではない（工場から出荷されるときの容量及び内部抵抗は厳密に同等ではなく、時間の経過とともに同じように放出しない）ため、すべてが同じ充電状態を示すわけではなく（セルの平衡化の問題として知られる）、多かれ少なかれよく冷却されたゾーンにおいて電池のケーシング内に置かれていることが見られる。

【0009】

したがって、トラクション電池の幾つかのセルは、他のものより大きな制約を受け、結果としてトラクション電池の全体的な容量及び寿命が減少する。

【発明の概要】

【0010】

したがって、本発明は、セルを接続することによってセルの平衡化並びに電気モータ及び充電器の効率低下の問題を未然に防ぐ、新しい蓄電池のアーキテクチャを提案する。

【0011】

より具体的には、導入部で定義されたような蓄電池が本発明に従って提案されており、複数のセルがセルの数が偶数である複合セルとしてグループ化されること、複数の複合セルが直列に接続されること、並びに電気ネットワークが、各複合セルのセルを並列に又は直列に接続する手段、及び各複合セルのセルを並列に又は直列に接続するのに適切な前記接続する手段を制御する手段を備えることが提供される。

【0012】

したがって、本発明によって、電池の端子にわたって電圧を所望の電圧に調整するように各複合セルのセルを選択的に直列に又は並列に接続することが可能である。

【0013】

実際に、この所望の電圧は、電気モータ又は電池充電器のために最大効率を保証するものである。

【0014】

さらに、この電池のアーキテクチャによって、セルが直列に接続されている複合セルを、セルが並列に接続されている複合セルと定期的に互い違いにして、蓄電池の寿命及び再充電の間の車両の範囲のためにセルの充電を再平衡化することが可能である。

【0015】

本発明による蓄電池の他の有利な且つ非限定的な特徴は、以下の通りである：
‐ 前記接続する手段は、各複合セル内に３つのブレーカスイッチを備え、
‐ 各複合セルは、それぞれ少なくとも１つのセルから構成される２つの同一の分岐を備え、
‐ 前記接続する手段は、２つの分岐を直列に又は並列に接続するのに適切であり、
‐ 複合セルはすべて同一であり、
‐ 電気ネットワークは、電圧及び電流を獲得する手段を備え、それにより各複合セル及び／又は各セルの充電状態及び／又は容量を推定することが可能となり、
‐ 外部ケーシングであって、そこから２つの接続端子が現れ、複合セルが２つの接続端子の間で直列に接続される、外部ケーシングが設けられる。

【0016】

本発明は、このような蓄電池の接続する手段を制御する方法であって、
‐ 蓄電池に接続される電池充電器又は電気モータの少なくとも１つの作動パラメータを獲得するステップ、
‐ 作動パラメータに従って蓄電池の端子にわたって送達される最適電圧を推定するステップ、
‐ 蓄電池の各複合セル及び／又は各セルの端子にわたる瞬時電圧を獲得するステップ、
‐ 獲得された瞬時電圧に従って各複合セルの充電状態パラメータを推定するステップ、
‐ 獲得された最適電圧及び瞬時電圧に従って複合セルの数「ｋ」を推定するステップであって、蓄電池の端子にわたる電圧が実質的に最適電圧に等しいようにセルが直列に接続されなければならない、ステップ
‐ 「ｋ」個の複合セルであって、その充電状態パラメータが、蓄電池の放電の場合に最大であり、又は蓄電池の充電の場合に最小である、「ｋ」個の複合セルを決定するステップ、
‐ これらの「ｋ」個の複合セルを接続する手段を制御し、それらのセルを直列に接続するステップ、
‐ 残りの複合セルを接続する手段を制御し、それらのセルを並列に接続するステップ
を含む方法をさらに提案する。

【0017】

有利には、最適電圧を推定するステップにおいて、獲得された作動パラメータに対応する記録に対してデータベースレジスタ内で検索が行われ、データベースレジスタの各記録は、前記作動パラメータの決定値を最適電圧と関連付け、関連付けられた最適電圧が記録から読み取られる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

添付の図面に関連する以下の記載は、非限定的な例を目的としており、本発明が、何から構成され、どのように実行されうるかを明確に説明する。

【0019】

【図1】図１は、本発明による蓄電池の概略図である。

【図2】図２は、図３とは異なる状態の図１の蓄電池のセル及び電気ネットワークの概略図である。

【図3】図３は、図２とは異なる状態の図１の蓄電池のセル及び電気ネットワークの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１では、自動車車両用の蓄電池１が表されている。

【0021】

本明細書では表されていない自動車車両は、自動車車両を推進させるように設計される電気モータ、及び蓄電池１を再充電するための充電器を備える。

【0022】

この自動車車両は、回復制動手段をさらに備えることができ、この回復制動手段は、蓄電池１を再充電できるように、自動車車両の制動によって発生したエネルギーを回復することを可能にする。

【0023】

ここでは、蓄電池は、電気モータ及び車両のいわゆる「高電圧」ネットワークに接続される多用な補助アイテムに電流を供給する専用のトラクション電池１である。

【0024】

これは、従来、収納ケーシング４を備え、そこから正極端子２及び負極端子３が現れる。

【0025】

さらに、トラクション電池１は、収納ケーシング４の内部に複数の電気エネルギー貯蔵セル１１、１２、２１、２２、３１、３２、及び特にこれらのセル１１、１２、２１、２２、３１、３２を負極端子３及び正極端子２に接続することを可能にする電気ネットワーク５を備える。

【0026】

ここでは、これらのセル１１、１２、２１、２２、３１、３２は、リチウムイオンタイプである。これらの各セルは一度充電されると、その端子にわたって２から５Ｖの電圧を示す。

【0027】

図面の明瞭性のために、これらのセル１１、１２、２１、２２、３１、３２のうちの６つのみが図面で表されている。

【0028】

実際には、トラクション電池１は、遥かに多くの数、Ｎ個のセルを備える。セルの数は、電気モータが所定期間において車両を推進させるのに十分なトルクと電力を発生させることができるように選択される。

【0029】

通常、トラクション電池１の正極端子２及び負極端子３にわたる電圧が約４００Ｖであり且つ十分な容量をもつように、約２００個のセルが使用される。

【0030】

本発明は、より正確には、これらのセル１１、１２、２１、２２、３１、３２が互いに接続される態様に関するものである。

【0031】

より正確には、本発明によると、セル１１、１２、２１、２２、３１、３２は、セルの数が偶数である複合セル１０、２０、３０によって分配される。

【0032】

電気ネットワーク５は、導電体５１（電線など）を備え、導電体は、複合セル１０、２０、３０を正極端子２と負極端子３の間で直列に接続する。

【0033】

電気ネットワーク５は、各複合セル１０、２０、３０の内部に、この複合セルのセル１１、１２、２１、２２、３１、３２を、直列にだけではなく、並列に接続するのに適切な接続する手段５２をさらに備える。

【0034】

電気ネットワーク５は、前記接続する手段５２を制御するのに適切な制御手段５７をさらに備え、それにより各複合セル１０、２０、３０のセル１１、１２、２１、２２、３１、３２を選択的に直列に又は並列に接続する。

【0035】

好適には、複合セル１０、２０、３０はすべて同一である。

【0036】

図面において示されるように、これらの複合セルはそれぞれちょうど２つのセルを備える。

【0037】

図１では、接続する手段５２の好適な実施形態が表されている。

【0038】

この図１において第１の複合セル１０をみると、導電体５３を介して正極端子２に接続される入力点Ｓ１、及び電線５１によって第２の複合セル２０に接続される出力点Ｓ２を備えることが見受けられる。

【0039】

２つのセル１１、１２を選択的に直列に又は並列に接続するための、この複合セル１０内に設けられる接続する手段５２は、
‐ セル１１の２つの端子をそれぞれ入力点Ｓ１及び出力点Ｓ２に接続するための導電体（電線又はプリント回路トラック（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｒａｃｋｓ）など）、並びにセル１１と出力点Ｓ２の間に接続されるブレーカスイッチ１０２を備える第１の分岐５４と、
− 第１のセル１１と並列して、セル１２の２つの端子をそれぞれ入力点Ｓ１及び出力点Ｓ２に接続するための導電体、並びに入力点Ｓ１とセル１２の間に接続されるブレーカスイッチ１０１を備える第２の分岐５５と、
− セル１１と出力点Ｓ２の間に位置する点Ｓ３を、入力点Ｓ１とセル１２の間に位置する点Ｓ４に接続するための導電体、並びにブレーカスイッチ１０３を備える第３の分岐５６と
を備える。

【0040】

例えばＭＯＳＦＥＴ型でありうるブレーカスイッチ１０１、１０２、１０３はそれぞれ、可能状態と不能状態の間で制御可能である。

【0041】

制御手段５７は、複合セル１０、２０、３０の組のブレーカスイッチ１０１、１０２、１０３を制御するように設計される。

【0042】

制御手段５７は、より正確に、各複合セル１０、２０、３０の最初の２つのブレーカスイッチ１０１、１０２を同じ状態（両方可能状態又は両方不能状態であろうと）に制御するために、第３のブレーカスイッチ１０３を反対状態に制御するために、及び「活線」状態、すなわち電流が電池を通過するときの状態を変化させることを任意選択的に許容するために設計される。

【0043】

これらの制御手段は、ここでは、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、アナログ・デジタル変換器、並びに様々な入力及び出力インターフェースを備えるマイクロコントローラ５７によって形成される。

【0044】

入力インターフェースを用いることによって、マイクロコントローラ５７が、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）内に保存することを目的として、電気モータ、充電器、及びトラクション電池１のセルに関連するデータを獲得することが可能になる。

【0045】

この目的のために、これらの入力インターフェースは、作動パラメータを獲得する手段に接続され、具体的には、電気モータの回転速度ωを獲得する手段、充電器が引き寄せることができる最大強度Ｉ_ｍａｘを獲得する手段、トラクション電池１の各セルの端子にわたって個別の電圧Ｕ_ｊを獲得する手段、及びトラクション電池１によって引き寄せられた又は受信された全体的な強度Ｉ_ｂａｔを獲得する手段に接続される。好適には、作動パラメータを獲得する手段は、充電器が引き寄せることができる最大強度を獲得する少なくとも１つの手段、又はモータの瞬時回転速度を獲得する手段を備える。

【0046】

プロセッサは、読取専用メモリ内に保存される様々なプログラムを実行することができる。

【0047】

具体的には、プロセッサは、セルの端子にわたる個別の電圧Ｕ_ｊに従って、及び強度Ｉ_ｂａｔに従って、各セル１１、１２、２１、２２、３１、３２の個別の容量Ｑ_ｊを計算するプログラムを実行するのに特に適している。

【0048】

このプログラムは、例えば、カルマンフィルタ型のソフトウェアセンサアルゴリズムに基づくことができる。

【0049】

マイクロコントローラ５７の読取専用メモリは、さらに２つのデータベースレジスタを記憶する。

【0050】

第１のレジスタは、それぞれ電気モータの回転速度ω及び電流のスパンを最適電圧Ｕ_ｏｐｔに関連付ける複数の記録を備え、最大電圧に達したときには、これらの回転速度における電気モータの最適効率が保証される。

【0051】

第２のレジスタは、複数の記録を備え、この複数の記録はそれぞれ充電器が引き寄せることができる最大強度Ｉｍａｘのスパン及びハードウェアの制約を最適電圧Ｕｏｐｔに関連付ける。最適電圧Ｕｏｐｔに達したときには、トラクション電池１の充電の最適効率が保証される。

【0052】

マイクロコントローラ５７の出力インターフェースは、ブレーカスイッチ１０１、１０２、１０３に接続され、それらを可能状態又は不能状態に制御する。

【0053】

次いで、マイクロコントローラ５７は、各複合セル１０、２０、３０のブレーカスイッチ１０１、１０２、１０３を制御するのに適切であり、この複合セルのセルを並列に又は直列に接続する。

【0054】

図２の第１の複合セル１０で示されるように、マイクロコントローラ５７は、２つのセル１１、１２が直列に接続されるように、ブレーカスイッチ１０１、１０２を不能状態に制御し、ブレーカスイッチ１０３を可能状態に制御することができる。

【0055】

次いで、複合セル１０の端子にわたる全体的な電圧Ｕ_１０は、２つのセル１１、１２の端子にわたる個別の電圧Ｕ_１１、Ｕ_１２の合計に等しくなる。

【0056】

複合セル１０の全体的な容量Ｑ_１０は、２つのセル１１、１２の個別の容量Ｑ_１１、Ｑ_１２の最小容量に等しくなる。

【0057】

図２の第２の複合セル２０で示されるように、マイクロコントローラ５７は、他には、２つのセル２１、２２が並列に接続されるように、ブレーカスイッチ２０１、２０２を可能状態に制御し、ブレーカスイッチ２０３を不能状態に制御することができる。

【0058】

次いで、複合セル２０の端子にわたる全体的な電圧Ｕ_２０は、２つのセル２１、２２の端子にわたる個別の電圧Ｕ_２１、Ｕ_２２に等しくなる。

【0059】

複合セル２０の全体的な容量Ｑ_２０は、２つのセル２１、２２の個別の容量Ｑ_２１、Ｑ_２２の合計に等しくなる。

【0060】

マイクロコントローラ５７は、次いで、トラクション電池１の端子にわたる電圧Ｕ_ｂａｔを最適電圧Ｕ_ｏｐｔに等しく維持するようにプログラムされ、電気モータ又は充電器のための最適効率を保証する。

【0061】

マイクロコントローラ５７は、さらに、様々なセルの充電状態を同じレベルに維持するようにプログラムされ、トラクション電池１の寿命及び再充電の間の車両の範囲に対して害を及ぼすセル間の任意の不均衡を回避する。

【0062】

このために、マイクロコントローラ５７は、以下の方法を実装する。

【0063】

第１のステップの過程で、マイクロコントローラ５７は、トラクション電池１がその端子にわたって示さなければならない最適電圧Ｕ_ｏｐｔを獲得する。

【0064】

したがって、マイクロコントローラ５７は、第１に、トラクション電池１が、電気モータに電流を供給しているか、又は充電しているかを判断する。

【0065】

トラクション電池１が電気モータに供給している場合、マイクロコントローラ５７は、電気モータの回転速度ω及び電流を獲得し、次いで、第１のレジスタで、速度及び電流のスパンが、獲得された電気モータの回転速度ω及び電流に対応する記録を探し、且つ最終的にこの記録から関連付けられる最適電圧Ｕ_ｏｐｔを読み取る。

【0066】

反対に、トラクション電池１が充電している場合、マイクロコントローラ５７は、充電器が引き寄せることができる最大強度Ｉ_ｍａｘを獲得し、次いで、第２のレジスタで、強度のスパンが、獲得された最大強度Ｉ_ｍａｘに対応する記録を探し、且つ最終的にこの記録から関連付けられる最適電圧Ｕ_ｏｐｔを読み取る。

【0067】

第２のステップの過程で、マイクロコントローラ５７は、トラクション電池１の各セル１１、１２、２１、２２、３１、３２の個別の充電状態を判定する。

【0068】

したがって、マイクロコントローラ５７は、第１に各セル１１、１２、２１、２２、３１、３２の端子にわたる個別の電圧Ｕ_ｊ、並びに全体的な強度Ｉ_ｂａｔを獲得する。

【0069】

この目的のために読取専用メモリ内に記憶されたプログラムにより、マイクロコントローラ５７は、そこからトラクション電池１のセル１１、１２、２１、２２、３１、３２の個別の充電状態の優れた近似値を推定する。

【0070】

第３のステップの過程で、マイクロコントローラ５７は、トラクション電池１の端子にわたる電圧Ｕ_ｂａｔが最適電圧Ｕ_ｏｐｔに実質的に等しいように、セルが直列に接続されなければならない複合セルの数ｋを判定する。

【0071】

マイクロコントローラ５７は、最適電圧Ｕ_ｏｐｔ及び獲得された個別の電圧Ｕ_ｊに基づいてこの計算を実行する。

【0072】

第４のステップの過程で、マイクロコントローラ５７は、好適な態様で直列に接続されるｋ個の複合セルを選択する。

【0073】

蓄電池を充電する場合、これらのｋ個の複合セルは、そのセルが最小の個別の充電状態を示す複合セルである。

【0074】

蓄電池を放電する場合、これらのｋ個の複合セルは、そのセルが最大の個別の充電状態を示す複合セルである。

【0075】

次いで、マイクロコントローラ５７は、セルを直列に接続するためにこれらのｋ個の複合セルのブレーカスイッチを制御し、残りの複合セルのブレーカスイッチは、それらのセルが並列に接続されたままでいるように制御される。

【0076】

これらの４つのステップは、トラクション電池１の端子にわたる電圧Ｕ_ｂａｔが、最適電圧が変化するときでも、最適電圧Ｕ_ｏｐｔに等しいままでいるように、ループで繰り返される。

【0077】

したがって、図２で示されるように、セルの個別の容量が減少するとき、又は最適電圧が増大するとき、より多くの数のセルを直列に接続することが可能である。

【0078】

これらの４つのステップのループ化された繰返しによって、さらに、選択されたｋ個の複合セルが同一のままであること、且つこれらの複合セルのセルがより速く放電することを防ぐことが可能になる。反対に、選択されたｋ個の複合セルは、最も極端な充電状態を示すセルであり続ける。

【0079】

したがって、直列に接続されたときに充電状態が修正されたセルは、より少ない負荷を受けるように、及びトラクション電池１の他のセルのレベルに再平衡化することができるように、並列に接続することができる。

【0080】

本発明は、使用される充電器が特許文献ＦＲ ２ ９６４ ５１０に記載される種類のものであれば特に有益である。

【0081】

ここではその詳細を記載しないが、この充電器は、
− 三相ネットワークに接続されている抵抗‐誘導‐容量の種類のフィルタ処理段階、
− 降圧段階、
− トラクション電池に接続されている昇圧段階、及び
− 降圧段階と昇圧段階との間に介在する誘導コイル
を備える。

【0082】

前記文献に記載の制御目的のために、（降圧段階の出力における）中性点における電流は、いかなる瞬間においても、安全マージンを伴って、三相ローカル電気ネットワーク（ｔｈｒｅｅ−ｐｈａｓｅ ｌｏｃａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）の電流の強度よりも、そして全体的な強度Ｉ_ｂａｔよりも大きくなければならない。

【0083】

本発明によって、トラクション電池１の端子にわたる全体的な電圧Ｕ_ｂａｔを高い値に保つことが可能である。したがって、等しい電力のために、電池に送られる電流Ｉ_ｂａｔの強度を減少させることが可能である。したがって、中性点における強度を減少させることが可能であり、それにより電気的損失を著しく減少させることが可能になる。

【0084】

本発明は、使用される電気モータが同期型のものであると、さらに特に有益となる。

【0085】

このようなモータにおいては、トラクション電池１の端子にわたる全体的な電圧Ｕ_ｂａｔは、電気モータが提供できるようになる電力領域を画定する。

【0086】

磁石を有する同期機の場合、電動モータの動作を支配する方程式は、次の通りである：

− Ｖ_ｄとＶ_ｑは、モータのパーク平面の２つの軸に印加される電圧（ボルト単位）であり、
− Ｉ_ｄとＩ_ｑは、パーク平面の２つの軸の上でモータに流れる電流の強度（アンペア単位）であり、
− Ｒ_ｓは、モータの固定子の等価抵抗（オーム単位）を表し、
− Ｌ_ｄとＬ_ｑは、モータの各軸上のインダクタンス（ヘンリー単位）であり、
− ω_Γは、モータの磁界の回転速度（これは同期機であるので、前記速度は、モータの対をなす極の任意の数を乗じた回転子回転速度に等しい）（ラジアン／秒）であり、
− Φ_ｆは、回転子の磁石によって生じる流束を表す（ウェーバ単位）。

【0087】

滑らかな極を有する機械という単純な事例では、電気モータによって供給されるトルクは、電流Ｉ_ｑに比例する。したがって、電流Ｉ_ｄは、ジュール損失しか引き起さない。

【0088】

さて、インバータを介する電圧の印加に関連する制約は、以下のように表される：

【0089】

電流Ｉ_ｄを可能な限りゼロに維持するためには、トラクション電池１の端子にわたって高電圧を印加することが有用である場合があり、本発明はこれを可能にする。

【0090】

本発明は、記載され示された実施形態に限定されないが、当業者は、本発明の本質に従って、任意の変形例を適用することができる。

【0091】

一変形例として、各複合セルが、２つのセルではなく２つの同一の分岐を備え、それぞれが直列に接続されるセルの組から構成される、という変形例を提供することが可能である。したがって、接続する手段は、２つの分岐を直列に又は並列に接続するのに適切である。

【0092】

このトラクション電池の変形実施例は、使用するブレーカスイッチの数が減少するため、より安価になる。一方で、トラクション電池の端子にわたる電圧の制御は、それほど優れていない。

【図1】

【図2】

【図3】