WO2009060131A1 - Test bench - Google Patents

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WO2009060131A1
WO2009060131A1 PCT/FR2007/052312 FR2007052312W WO2009060131A1 WO 2009060131 A1 WO2009060131 A1 WO 2009060131A1 FR 2007052312 W FR2007052312 W FR 2007052312W WO 2009060131 A1 WO2009060131 A1 WO 2009060131A1
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WO
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electrical energy
energy storage
test
storage module
modules
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/052312
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French (fr)
Inventor
Gérard COQUERY
Richard Lallemand
Original Assignee
Inrets - Institut National De Recherche Sur Les Transports Et Leur Securite
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/386—Arrangements for measuring battery or accumulator variables using test-loads
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health

Definitions

  • the present invention relates to a test stand intended to be connected to at least one electrical energy storage module for testing said at least one electrical energy storage module by modifying an electrical parameter of said at least one module of storing electrical energy according to a predetermined test cycle.
  • Test benches are commonly used to test, in particular, the life of a vehicle electrical energy storage module, which can be for example a car, a bus, a tram, a train, or other.
  • test benches comprise or are connected to power supply means capable of supplying the electrical energy necessary to charge the electrical energy storage module, the electrical energy released during the discharge of the storage means electrical energy being dissipated.
  • test operation of an electrical energy storage module can last several months, this has the disadvantage of a significant consumption of electrical energy. This energy consumption also generates expenses that can represent several thousand euros per test bench and per year.
  • the present invention aims to provide a test bench that avoids at least some of the aforementioned drawbacks and is economically and financially sound.
  • the subject of the invention is a test stand intended to be connected to at least one first electrical energy storage module for testing said at least one first electrical energy storage module by modifying an electrical parameter.
  • said at least one first electrical energy storage module according to a predetermined test cycle, characterized in that it comprises means for controlling the transfer of electrical energy generated during said test between said at least one first storage module electrical energy and at least a second electrical energy storage module connected to said test bench.
  • said means for controlling the transfer of electrical energy between said at least one first electrical energy storage module and said at least one second an electrical energy storage module modifies, besides said electrical parameter of said at least one first electrical energy storage module according to said predetermined test cycle, an electrical parameter of said at least one second electrical energy storage module according to a predetermined test cycle.
  • said test bench comprises or is capable of being connected to power supply means, capable of delivering an energy capable of compensating for energy losses which take place during the transfer of energy between said at least one first storage module. of electrical energy and said at least one second electrical energy storage module.
  • control means are capable of generating a transfer of electrical energy between said power supply means and at least one of said first and second electrical energy storage modules when said bank is put into operation. trial.
  • said test bench is adapted to be connected to a set of first electrical energy storage modules comprising a number i of first electrical energy storage modules, i being an integer strictly greater than 1, and a set of second electric energy storage modules comprising the same number i of second electric energy storage modules, said control means being able to generate an electrical energy transfer between each of said first energy storage modules electrical and each of said second electric power storage modules, respectively, by changing according to respective predetermined test cycles, an electrical parameter of each of said first electrical energy storage modules and each of said second storage modules of electric energy.
  • the invention also relates to a test assembly comprising at least a first electrical energy storage module, at least a second electrical energy storage module and a test bench as defined above, at least one of said first and second power storage modules being a super-capacitor.
  • at least one of said first and second electrical energy storage modules of the test assembly is a flywheel.
  • At least one of said first and second electrical energy storage modules of the test set is a battery.
  • FIG. 1 is a simplified electrical diagram of a test bench according to one embodiment of the invention, the test bench being connected to modules for storing electrical energy;
  • Figures 2 to 5 are graphs showing curves representing, as a function of time, the intensity through which the electrical energy storage modules.
  • FIG. 1 shows a power test stand 1, symbolized by a dashed rectangle 2, electrical energy storage modules A 1 to A 1 and electrical energy storage modules B 1 to B 1 , i being any positive integer.
  • the number of storage modules A connected to the test bench 1 is equal to the number of storage modules B connected to the test bench 1.
  • the number of storage modules A and the number of storage modules B are not limiting and may be different.
  • the assembly constituted by the test bench, the storage modules A and the storage modules B is called test set 5.
  • the storage modules A, B are storage modules to be tested.
  • the modules A may be storage modules to be tested and the modules B may be storage modules used by the test bench 1 to test the modules A.
  • the storage modules A, B are subjected to identified constraints, or traction cycles. braking, corresponding to the actual urban traffic conditions of the vehicle.
  • the vehicle can be a car, a bus, a tram, a train, or other.
  • the function of the test bench 1 is to simulate these constraints by subjecting each storage module A1 to A 1 and Bi to B 1 to test cycles C E; A1 to C E, Al and C E, B i to C E; B 1 , respectively, that is to say by modifying an electrical parameter of each module A 1 to A 1 and Bi to B 1 according to the corresponding test cycle C E , A i to C E; A i and C E , B i to C E; B 1 , to enable the aging of the storage modules A and B to be characterized.
  • the modified electrical parameter is, for example, the voltage at the terminals of each module A 1 to A 1 and B 1 to B 1 and or the current flowing through each module Ai to A 1 and Bi to B 1 .
  • accelerated life tests of the storage modules A, B are preferably carried out under more stringent conditions than those of the actual use.
  • each storage module A 1 to A 1 and Bi to B 1 comprises a series of super capacitors in series.
  • the test stand 1 comprises control means able to drive a transfer of energy between the storage modules Ai to A 1 and Bi to B 1 by controlling the current at the terminals 6, 7, 8, 9 of the bank of test 1.
  • the control means comprise for example two choppers Hi and H 2 , such as reversible up-down choppers.
  • the chopper Hi is connected to the storage modules A via its inductance Li for controlling the charging / discharging currents, that is to say that the modules A are connected in parallel between the terminals 6 and 7.
  • the chopper H 2 is connected with the storage modules B via its inductance L 2 for controlling the charging / discharging currents, that is to say that the modules B are connected in parallel between the terminals 8 and 9.
  • Control means (not shown) of the chopper Hi make it possible to control the connection / disconnection of each storage module A 1 to A 1 (respectively of each storage module Bi to B 1 ) in accordance with charge / discharge that one wishes to impose to carry out a test cycle C E representative of the constraints of use and aging.
  • the chopper Hi (respectively the chopper H 2 ) comprises two power switches S n and Si 2 (respectively two switches of power S 2 i and S 22 ).
  • the switches Sn, Si 2 , S 2 i and S 22 may for example comprise a field effect transistor of the MOSFET type and a diode.
  • the switches may for example comprise an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a diode.
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • the switches Sn, Si 2 , S 2 i and S 22 controlled by the control means, make it possible to control the intensity and the direction of the current, that is to say the energy transfer, by adjusting the cyclic conduction ratio.
  • Each storage module A, B constitutes a buffer energy reserve that can be used to charge another storage module A, B, as will be described in detail below, which makes it possible to carry out very long test cycles. varied.
  • the choppers Hi and H 2 are furthermore connected to a power supply 4, capable of delivering an energy corresponding to the overall losses of the test set 5, ie to the sum of the losses of the modules A, B and power components integrated in the test stand 1.
  • a capacitor Ci is arranged between the choppers Hi and H 2 .
  • One terminal of the capacitor Ci is connected to the power supply 4, the other terminal of the capacitor Ci being connected to ground.
  • the power supply 4 can be a standard power supply, especially when the storage modules A and B are of the super capacitor or flywheel type.
  • the power supply 4 may be a reversible power supply, especially when the storage modules are of the battery type. Indeed, in this case, the power supply must be able to return energy to the power grid.
  • the test bench 1 comprises measurement means (not shown) capable of measuring parameters such as voltage, current and temperature at different points of the test set 5, in particular across the terminals of the modules A, B, and detecting when a parameter exceeds a predetermined limit value.
  • the measuring means make it possible to detect an overvoltage at the terminals of a storage module A or B, a temperature too high on an electrical connection of a module A, B or on the module A, B itself and an overcurrent in a module A, B.
  • the test bench 1 comprises security means (not shown), connected to the measuring means, able to ensure the safety storage modules A and B, the environment and the experimenter, for example by controlling the rapid discharge of the modules A, B and the stopping of the test bench 1 when the measuring means detect the overflow of a predetermined limit value.
  • An autonomous measurement and data acquisition system may be used in addition to the measuring and safety means for making and storing measurements of parameters such as voltage, current and temperature.
  • the data acquisition system comprises or is connected to storage means for storing the measurement data.
  • the data acquisition means are able to communicate with the test stand 1 to control the stopping of the test stand 1 if a predetermined limit value is exceeded.
  • the data acquisition system thus constitutes an additional safety system independent of the measuring and safety means of the test bench 1.
  • Ambient temperature control means may be arranged in the vicinity of the storage modules A, B to regulate the temperature of the environment of the modules A, B.
  • test cycle C EIA i of the storage module Ai and a test cycle C EIB i of the storage module B 1 will now be described.
  • Curve 10 represents an example of the intensity I passing through storage module Ai as a function of time t.
  • Curve 12 represents an example of intensity I passing through storage module Bi as a function of time t. Note that the waveform of the intensity I can be any.
  • the control means control the discharge of the storage module Ai until the voltage U at its terminals reaches a predetermined discharge value U D.
  • the variation of the intensity I through the module Ai during the discharge is controlled by the control means to simulate an acceleration phase for the vehicle.
  • a third phase P 3 A i of the test cycle C E; A i, extending between the time t 2) A1 and the time t 3; A1 , the control means control the charge of the module A 1 until the voltage at its terminals reaches a predetermined load value U c , which is for example equal to the load value at the start of the cycle C E; A1 .
  • the variation of the intensity I passing through the module A 1 during charging is controlled by the control means to simulate a braking of the vehicle.
  • the test cycle C EIB1 is carried out in parallel with the test cycle C E, AI and comprises four phases Pi 5 B 1 , P2 3 1, P 3 31 and P 431 respectively corresponding to the phases P 1 , AI, P2, AI > P3, AI and P4, AI-
  • the third phase P 3, B1 extending between the time t o, B i and the time t 1; B1 , is carried out parallel to the first phase P 1; A1 . In this way, the energy released during the discharge of the module A 1 is used to charge the module B 1 , the instantaneous energy difference being managed via the capacitor C 1 .
  • the first phase Pi 5B1 extending between the time t 2; B1 and the time t 3; B1 , is carried out parallel to the third phase P 3; A1 .
  • the energy released during the discharge of the module Bi is used to charge the module A 1 , the instantaneous energy difference being managed via the capacitor C 1 .
  • the variation of the intensity I passing through the module Ai during the first phase P 1, A1 is different from the variation of the intensity I passing through the module B 1 during the first phase P 1; that is to say that the simulated constraints to which the modules Ai and Bi are subjected are different.
  • the test cycles C EIA i and C EIB i may be identical or different, depending on the tests that the operator wishes to perform on the modules Ai and B 1 .
  • the second phase P 25B i extending between the time t 3; B1 and the time t 4; B1 , is performed almost simultaneously to the fourth phase P 4, AI , and the fourth phase P 4, B i, s' extending between the time t 1; B1 and the time t 2; B1 , is carried out almost simultaneously with the second phase P 2, AI -
  • the power supply means 4 make it possible to load a module of the pair of modules, in the example the module A 1 , before the first execution of the cycles C EIA i and C E) B1 .
  • the modules A 2 and B 2 constitute a pair of storage modules.
  • Curve 14 represents the intensity I crossing module A 2 as a function of time t.
  • Curve 16 represents intensity I crossing module B 2 as a function of time t.
  • the test cycle C E , A2 comprises four phases P I , A2J P2, A2 > P3 ⁇ 2 and P4 : A2 similar, respectively, to the phases P 1; B1 , P2 3 1, P3 3 1 and P 431 .
  • the test cycle C E , B2 comprises four phases P 13 2, P2 3 2, P 3 32 and P 4 B2 B2, similar to the phases P 1; AI, P 2, P 3 J AI, AI and P 4 A i-
  • the variation of the intensity during each of the cycles C E, AI> C EîA2, C E: B i and C E, B2 is adapted according to the constraints that must be simulated on the corresponding module A 1 , A 2 , B 1 and B 2 .
  • the cycles C E, AI> C EIA2 , C EBIBI and C E, B2 may therefore be identical or different from each other, depending on the needs.
  • the first phase P1A2 is carried out during the second phase P 2 AI, between a time t 1; A 2 and a time t 2: A 2 such that t iA i ⁇ ti, A2 ⁇ t2, A2 ⁇ t 2, Ai Note that this is possible because the second phase P 2, AI has a duration greater than the duration of the first phase P 1; A2 , that is to say that ⁇ t 2 ⁇ i> ⁇ t 1; A2 .
  • test bench 1 controls the charging / discharging of the storage modules A 2 and B 2 while the storage modules A 1 and B 1 are at rest, and vice versa. It will be noted that an overlap is however possible between the charging and discharging phases of the modules A 1 and B 2 , and vice versa between the charging and discharging phases of the modules A 2 and B 1 .
  • the second and fourth phases are sufficiently large with respect to the charging and discharging periods, for example At 1, A1 and ⁇ t 3; first and third phases, several pairs of test cycles, for example a number i of pairs of test cycles corresponding to the The number of storage modules A, B can thus be superimposed. This makes it possible to multiply the number of cycles in a given duration.
  • test bench 1 can simulate vehicles with hybrid or all-electric traction, stop-start automotive solutions under 12V to 42V, hybrid car or bus variants up to 600V, guided transport vehicles and rail under the 750V, 1500V, or other networks.
  • the shape of the cycles can be even more varied since in this case it is not useful for the storage module to supply and store the energy, for example the module Bl, undergoes test cycles of a particular form.
  • the charging and discharging currents have high-frequency "triangular" ripples due to the switching frequency of the power semiconductors, these ripples possibly being responsible for additional losses.
  • the adjustment of the switching frequency of the control means makes it possible to reproduce these high frequency current ripples, that is to say to reproduce the real conditions more accurately.
  • the proposed test bench 1 thus makes it possible to experimentally validate the service life and the failure modes of the new technologies for storing electrical energy in a rigorous manner.

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Abstract

Test bench (1) intended to be connected to at least one first module for storing electric power (A1) for testing said at least one first module for storing electric power (A1) by modifying an electrical parameter of said at least one first module for storing electric power (A1) according to a predetermined test cycle, said test bench comprising means (H1, H2) for controlling the transfer of electric power between said at least one first module for storing electric power (A1) and at least one second module for storing electric power (B1) connected to said test bench (1).

Description

BANC D'ESSAI TEST BENCH
La présente invention a pour objet un banc d'essai destiné à être connecté à au moins un module de stockage d'énergie électrique pour tester ledit au moins un module de stockage d'énergie électrique en modifiant un paramètre électrique dudit au moins un module de stockage d'énergie électrique selon un cycle d'essai prédéterminé.The present invention relates to a test stand intended to be connected to at least one electrical energy storage module for testing said at least one electrical energy storage module by modifying an electrical parameter of said at least one module of storing electrical energy according to a predetermined test cycle.
Des bancs d'essai sont couramment utilisés pour tester, notamment, la durée de vie d'un module de stockage d'énergie électrique d'un véhicule, qui peut être par exemple une voiture, un bus, un tramway, un train, ou autre.Test benches are commonly used to test, in particular, the life of a vehicle electrical energy storage module, which can be for example a car, a bus, a tram, a train, or other.
Généralement, ces bancs d'essai comportent ou sont connectés à des moyens d'alimentation aptes à fournir l'énergie électrique nécessaire pour charger le module de stockage d'énergie électrique, l'énergie électrique libérée lors de la décharge du moyen de stockage d'énergie électrique étant dissipée.Generally, these test benches comprise or are connected to power supply means capable of supplying the electrical energy necessary to charge the electrical energy storage module, the electrical energy released during the discharge of the storage means electrical energy being dissipated.
L'opération de test d'un module de stockage d'énergie électrique pouvant durer plusieurs mois, cela présente l'inconvénient d'une consommation importante d'énergie électrique. Cette consommation d'énergie engendre de plus des dépenses qui peuvent représenter plusieurs milliers d'euros par banc d'essai et par an.The test operation of an electrical energy storage module can last several months, this has the disadvantage of a significant consumption of electrical energy. This energy consumption also generates expenses that can represent several thousand euros per test bench and per year.
La présente invention a pour but de proposer un banc d'essai qui évite au moins certains des inconvénients précités et qui soit économique sur les plans financier et énergétique.The present invention aims to provide a test bench that avoids at least some of the aforementioned drawbacks and is economically and financially sound.
A cet effet, l'invention a pour objet un banc d'essai destiné à être connecté à au moins un premier module de stockage d'énergie électrique pour tester ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique en modifiant un paramètre électrique dudit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique selon un cycle d'essai prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage du transfert d'énergie électrique généré lors dudit essai entre ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique et au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique connecté audit banc d'essai.For this purpose, the subject of the invention is a test stand intended to be connected to at least one first electrical energy storage module for testing said at least one first electrical energy storage module by modifying an electrical parameter. said at least one first electrical energy storage module according to a predetermined test cycle, characterized in that it comprises means for controlling the transfer of electrical energy generated during said test between said at least one first storage module electrical energy and at least a second electrical energy storage module connected to said test bench.
Selon un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de pilotage du transfert d'énergie électrique entre ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique et ledit au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique modifient, outre ledit paramètre électrique dudit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique selon ledit cycle d'essai prédéterminé, un paramètre électrique dudit au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique selon un cycle d'essai prédéterminé.According to one embodiment of the invention, said means for controlling the transfer of electrical energy between said at least one first electrical energy storage module and said at least one second an electrical energy storage module modifies, besides said electrical parameter of said at least one first electrical energy storage module according to said predetermined test cycle, an electrical parameter of said at least one second electrical energy storage module according to a predetermined test cycle.
Avantageusement, ledit banc d'essai comporte ou est apte à être connecté à des moyens d'alimentation, aptes à délivrer une énergie susceptible de compenser des pertes énergétiques qui ont lieu lors du transfert d'énergie entre ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique et ledit au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique.Advantageously, said test bench comprises or is capable of being connected to power supply means, capable of delivering an energy capable of compensating for energy losses which take place during the transfer of energy between said at least one first storage module. of electrical energy and said at least one second electrical energy storage module.
De préférence, lesdits moyens de pilotage sont aptes à générer un transfert d'énergie électrique entre lesdits moyens d'alimentation et au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique lors de la mise en fonctionnement dudit banc d'essai.Preferably, said control means are capable of generating a transfer of electrical energy between said power supply means and at least one of said first and second electrical energy storage modules when said bank is put into operation. trial.
De préférence, ledit banc d'essai est apte à être connecté à un ensemble de premiers modules de stockage d'énergie électrique comportant un nombre i de premiers modules de stockage d'énergie électrique, i étant un entier strictement supérieur à 1 , et à un ensemble de deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique comportant le même nombre i de deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique, lesdits moyens de pilotage étant aptes à générer un transfert d'énergie électrique entre chacun desdits premiers modules de stockage d'énergie électrique et chacun desdits deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique, respectivement, en modifiant selon des cycles d'essai prédéterminés respectifs, un paramètre électrique de chacun desdits premiers modules de stockage d'énergie électrique et de chacun desdits deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique.Preferably, said test bench is adapted to be connected to a set of first electrical energy storage modules comprising a number i of first electrical energy storage modules, i being an integer strictly greater than 1, and a set of second electric energy storage modules comprising the same number i of second electric energy storage modules, said control means being able to generate an electrical energy transfer between each of said first energy storage modules electrical and each of said second electric power storage modules, respectively, by changing according to respective predetermined test cycles, an electrical parameter of each of said first electrical energy storage modules and each of said second storage modules of electric energy.
L'invention a également pour objet un ensemble de test comportant au moins un premier module de stockage d'énergie électrique, au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique et un banc d'essai tel que ci-dessus défini, au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique étant un super-condensateur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique de l'ensemble de test est un volant d'inertie.The invention also relates to a test assembly comprising at least a first electrical energy storage module, at least a second electrical energy storage module and a test bench as defined above, at least one of said first and second power storage modules being a super-capacitor. According to another embodiment of the invention, at least one of said first and second electrical energy storage modules of the test assembly is a flywheel.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique de l'ensemble de test est une batterie.According to another embodiment of the invention, at least one of said first and second electrical energy storage modules of the test set is a battery.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins : la figure 1 est un schéma électrique simplifié d'un banc d'essai selon un mode de réalisation de l'invention, le banc d'essai étant connecté à des modules de stockage d'énergie électrique ; les figures 2 à 5 sont des graphes montrant des courbes représentant, en fonction du temps, l'intensité traversant des modules de stockage d'énergie électrique.The invention will be better understood, and other objects, details, features and advantages thereof will appear more clearly in the following detailed explanatory description of an embodiment of the invention given as a purely illustrative and non-limiting example, with reference to the accompanying schematic drawings. In these drawings: FIG. 1 is a simplified electrical diagram of a test bench according to one embodiment of the invention, the test bench being connected to modules for storing electrical energy; Figures 2 to 5 are graphs showing curves representing, as a function of time, the intensity through which the electrical energy storage modules.
La figure 1 montre un banc d'essai de puissance 1, symbolisé par un rectangle en traits interrompus 2, des modules de stockage d'énergie électrique A1 à A1 et des modules de stockages d'énergie électrique B1 à B1, i étant un entier positif quelconque. Dans l'exemple représenté, le nombre de modules de stockage A connectés au banc d'essai 1 est égal au nombre de modules de stockage B connectés au banc d'essai 1. Cependant, on notera que le nombre de modules de stockage A et le nombre de modules de stockage B ne sont pas limitatifs et peuvent être différents. Dans la suite de la description, l'ensemble constitué par le banc d'essai, les modules de stockage A et les modules de stockage B est appelé ensemble de test 5.FIG. 1 shows a power test stand 1, symbolized by a dashed rectangle 2, electrical energy storage modules A 1 to A 1 and electrical energy storage modules B 1 to B 1 , i being any positive integer. In the example shown, the number of storage modules A connected to the test bench 1 is equal to the number of storage modules B connected to the test bench 1. However, it will be noted that the number of storage modules A and the number of storage modules B are not limiting and may be different. In the remainder of the description, the assembly constituted by the test bench, the storage modules A and the storage modules B is called test set 5.
Par exemple, les modules de stockage A, B sont des modules de stockage à tester. En variante, les modules A peuvent être des modules de stockage à tester et les modules B peuvent être des modules de stockage utilisés par le banc d'essai 1 pour tester les modules A.For example, the storage modules A, B are storage modules to be tested. As a variant, the modules A may be storage modules to be tested and the modules B may be storage modules used by the test bench 1 to test the modules A.
Lorsqu'ils sont utilisés dans un véhicule, les modules de stockage A, B sont soumis à des contraintes identifiées, ou cycles traction- freinage, correspondant à des conditions de trafic urbain réelles du véhicule. Le véhicule peut être une voiture, un bus, un tramway, un train, ou autre.When used in a vehicle, the storage modules A, B are subjected to identified constraints, or traction cycles. braking, corresponding to the actual urban traffic conditions of the vehicle. The vehicle can be a car, a bus, a tram, a train, or other.
Le banc d'essai 1 a pour fonction de simuler ces contraintes en soumettant chaque module de stockage Ai à A1 et Bi à B1 à des cycles d'essai CE;A1 à CE,Al et CE,Bi à CE;Bl, respectivement, c'est-à-dire en modifiant un paramètre électrique de chaque module Ai à A1 et Bi à B1 selon le cycle d'essai correspondant CE,Ai à CE;Ai et CE,Bi à CE;Bl, pour permettre la caractérisation du vieillissement des modules de stockage A et B. Le paramètre électrique modifié est par exemple la tension aux bornes de chaque module Ai à A1 et Bi à B1 et/ou le courant traversant chaque module Ai à A1 et Bi à B1.The function of the test bench 1 is to simulate these constraints by subjecting each storage module A1 to A 1 and Bi to B 1 to test cycles C E; A1 to C E, Al and C E, B i to C E; B 1 , respectively, that is to say by modifying an electrical parameter of each module A 1 to A 1 and Bi to B 1 according to the corresponding test cycle C E , A i to C E; A i and C E , B i to C E; B 1 , to enable the aging of the storage modules A and B to be characterized. The modified electrical parameter is, for example, the voltage at the terminals of each module A 1 to A 1 and B 1 to B 1 and or the current flowing through each module Ai to A 1 and Bi to B 1 .
On notera que des essais accélérés de durée de vie des modules de stockage A, B sont de préférence réalisés dans des conditions plus contraignantes que celles de l'usage réel.It should be noted that accelerated life tests of the storage modules A, B are preferably carried out under more stringent conditions than those of the actual use.
Par exemple, chaque module de stockage Ai à A1 et Bi à B1 comporte un ensemble de super condensateurs en série.For example, each storage module A 1 to A 1 and Bi to B 1 comprises a series of super capacitors in series.
Le banc d'essai 1 comporte des moyens de pilotage aptes à piloter un transfert d'énergie entre les modules de stockage Ai à A1 et Bi à B1 en pilotant le courant aux bornes 6, 7, 8, 9 du banc d'essai 1. Les moyens de pilotage comprennent par exemple deux hacheurs Hi et H2, tels que des hacheurs élévateur-abaisseur réversibles. Le hacheur Hi est connecté aux modules de stockage A via son inductance Li de contrôle des courants de charge/décharge, c'est-à-dire que les modules A sont connectés en parallèle entre les bornes 6 et 7. Le hacheur H2 est connecté avec les modules de stockage B via son inductance L2 de contrôle des courants de charge/décharge, c'est-à-dire que les modules B sont connectés en parallèle entre les bornes 8 et 9.The test stand 1 comprises control means able to drive a transfer of energy between the storage modules Ai to A 1 and Bi to B 1 by controlling the current at the terminals 6, 7, 8, 9 of the bank of test 1. The control means comprise for example two choppers Hi and H 2 , such as reversible up-down choppers. The chopper Hi is connected to the storage modules A via its inductance Li for controlling the charging / discharging currents, that is to say that the modules A are connected in parallel between the terminals 6 and 7. The chopper H 2 is connected with the storage modules B via its inductance L 2 for controlling the charging / discharging currents, that is to say that the modules B are connected in parallel between the terminals 8 and 9.
Des moyens de commande (non représentés) du hacheur Hi (respectivement du hacheur H2) permettent de commander la connexion/déconnexion de chaque module de stockage Ai à A1 (respectivement de chaque module de stockage Bi à B1) selon des temps de charge/décharge que l'on souhaite imposer pour réaliser un cycle d'essai CE représentatif des contraintes d'usage et de vieillissement.Control means (not shown) of the chopper Hi (respectively of the chopper H 2 ) make it possible to control the connection / disconnection of each storage module A 1 to A 1 (respectively of each storage module Bi to B 1 ) in accordance with charge / discharge that one wishes to impose to carry out a test cycle C E representative of the constraints of use and aging.
Le hacheur Hi (respectivement le hacheur H2) comporte deux interrupteurs de puissance Sn et Si2 (respectivement deux interrupteurs de puissance S2i et S22). Pour les basses tensions, les interrupteurs Sn, Si2, S2i et S22 peuvent par exemple comporter un transistor à effet de champ du type MOSFET et une diode. En variante, pour les hautes tensions, les interrupteurs peuvent par exemple comporter un transistor bipolaire à grille isolée (IGBT) et une diode. Les interrupteurs Sn, Si2, S2i et S22, commandés par les moyens de commande, permettent de contrôler l'intensité et le sens du courant, c'est-à-dire le transfert d'énergie, grâce au réglage du rapport cyclique de conduction.The chopper Hi (respectively the chopper H 2 ) comprises two power switches S n and Si 2 (respectively two switches of power S 2 i and S 22 ). For low voltages, the switches Sn, Si 2 , S 2 i and S 22 may for example comprise a field effect transistor of the MOSFET type and a diode. Alternatively, for high voltages, the switches may for example comprise an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a diode. The switches Sn, Si 2 , S 2 i and S 22 , controlled by the control means, make it possible to control the intensity and the direction of the current, that is to say the energy transfer, by adjusting the cyclic conduction ratio.
Chaque module de stockage A, B constitue une réserve d'énergie tampon apte à être utilisée pour charger un autre module de stockage A, B, tel que cela sera décrit en détails plus loin, ce qui permet de réaliser des cycles d'essai très variés. Les hacheurs Hi et H2 sont en outre connectés à une alimentation électrique 4, apte à délivrer une énergie correspondant aux pertes globales de l'ensemble de test 5, c'est-à-dire à la somme des pertes des modules A, B et des composants de puissance intégrés dans le banc d'essai 1.Each storage module A, B constitutes a buffer energy reserve that can be used to charge another storage module A, B, as will be described in detail below, which makes it possible to carry out very long test cycles. varied. The choppers Hi and H 2 are furthermore connected to a power supply 4, capable of delivering an energy corresponding to the overall losses of the test set 5, ie to the sum of the losses of the modules A, B and power components integrated in the test stand 1.
Un condensateur Ci est disposé entre les hacheurs Hi et H2. Une borne du condensateur Ci est connectée à l'alimentation 4, l'autre borne du condensateur Ci étant connectée à la masse.A capacitor Ci is arranged between the choppers Hi and H 2 . One terminal of the capacitor Ci is connected to the power supply 4, the other terminal of the capacitor Ci being connected to ground.
L'alimentation 4 peut être une alimentation standard, notamment lorsque les modules de stockage A et B sont du type super condensateurs ou volants d'inertie. En variante, l'alimentation 4 peut être une alimentation réversible, notamment lorsque les modules de stockage sont du type batterie. En effet, dans ce cas, l'alimentation électrique doit pouvoir renvoyer de l'énergie sur le réseau électrique.The power supply 4 can be a standard power supply, especially when the storage modules A and B are of the super capacitor or flywheel type. As a variant, the power supply 4 may be a reversible power supply, especially when the storage modules are of the battery type. Indeed, in this case, the power supply must be able to return energy to the power grid.
Le banc d'essai 1 comporte des moyens de mesure (non représentés) aptes à mesurer des paramètres tels que la tension, le courant et la température en différents points de l'ensemble de test 5, notamment aux bornes des modules A, B, et à détecter lorsqu'un paramètre dépasse une valeur limite prédéterminée. Par exemple, les moyens de mesure permettent de détecter une surtension aux bornes d'un module de stockage A ou B, une température trop élevée sur une connexion électrique d'un module A, B ou sur le module A, B lui-même et un sur-courant dans un module A, B.The test bench 1 comprises measurement means (not shown) capable of measuring parameters such as voltage, current and temperature at different points of the test set 5, in particular across the terminals of the modules A, B, and detecting when a parameter exceeds a predetermined limit value. For example, the measuring means make it possible to detect an overvoltage at the terminals of a storage module A or B, a temperature too high on an electrical connection of a module A, B or on the module A, B itself and an overcurrent in a module A, B.
Le banc d'essai 1 comporte des moyens de sécurité (non représentés), connectés aux moyens de mesure, aptes à assurer la sécurité des modules de stockage A et B, de l'environnement et de l'expérimentateur, par exemple en commandant la décharge rapide des modules A, B et l'arrêt du banc d'essai 1 lorsque les moyens de mesure détectent le dépassement d'une valeur limite prédéterminée.The test bench 1 comprises security means (not shown), connected to the measuring means, able to ensure the safety storage modules A and B, the environment and the experimenter, for example by controlling the rapid discharge of the modules A, B and the stopping of the test bench 1 when the measuring means detect the overflow of a predetermined limit value.
Un système de mesure et d'acquisition de données autonome (non représenté) peut être utilisé en supplément des moyens de mesure et de sécurité pour réaliser et mémoriser des mesures de paramètres tels que la tension, le courant et la température. Le système d'acquisition de données comporte ou est connecté à des moyens de stockage permettant de mémoriser les données de mesure. Les moyens d'acquisition de données sont aptes à communiquer avec le banc d'essai 1 pour commander l'arrêt du banc d'essai 1 en cas de dépassement d'une valeur limite prédéterminée. Le système d'acquisition de données constitue ainsi un système de sécurité supplémentaire indépendant des moyens de mesure et de sécurité du banc d'essai 1.An autonomous measurement and data acquisition system (not shown) may be used in addition to the measuring and safety means for making and storing measurements of parameters such as voltage, current and temperature. The data acquisition system comprises or is connected to storage means for storing the measurement data. The data acquisition means are able to communicate with the test stand 1 to control the stopping of the test stand 1 if a predetermined limit value is exceeded. The data acquisition system thus constitutes an additional safety system independent of the measuring and safety means of the test bench 1.
Des moyens de régulation de la température ambiante (non représentés), comportant par exemple des cloches ou des caissons thermiques, peuvent être disposés au voisinage des modules de stockage A, B pour réguler la température de l'environnement des modules A, B.Ambient temperature control means (not shown), for example comprising bells or thermal boxes, may be arranged in the vicinity of the storage modules A, B to regulate the temperature of the environment of the modules A, B.
En se référant aux figures 2 et 3, on va maintenant décrire un cycle d'essai CEîAi du module de stockage Ai et un cycle d'essai CEîBi du module de stockage B1.Referring to FIGS. 2 and 3, a test cycle C EIA i of the storage module Ai and a test cycle C EIB i of the storage module B 1 will now be described.
La courbe 10 représente un exemple de l'intensité I traversant le module de stockage Ai en fonction du temps t. La courbe 12 représente un exemple de l'intensité I traversant le module de stockage Bi en fonction du temps t. On notera que la forme d'onde de l'intensité I peut être quelconque.Curve 10 represents an example of the intensity I passing through storage module Ai as a function of time t. Curve 12 represents an example of intensity I passing through storage module Bi as a function of time t. Note that the waveform of the intensity I can be any.
Pendant une première phase P1;A1 du cycle d'essai CE;Ai, s' étendant entre le temps t0)A1 et le temps t1;A1, les moyens de pilotage commandent la décharge du module de stockage Ai jusqu'à ce que la tension U à ses bornes atteigne une valeur de décharge UD prédéterminée. En variante, la durée Δt1;A1=t1;A1-to,A1 peut être prédéterminée. La variation de l'intensité I traversant le module Ai pendant la décharge est pilotée par les moyens de pilotage pour simuler une phase d'accélération pour le véhicule. Pendant une deuxième phase P2,AI du cycle d'essai CE;A1, s'étendant entre le temps t1;A1 et le temps t2;A1, le module de stockage A1 est au repos, c'est-à-dire que l'intensité I traversant le module A1 est sensiblement nulle et que la tension U aux bornes du module A1 est sensiblement constante.During a first phase P 1, A1 of the test cycle C E; A i, extending between the time t 0) A1 and the time t 1; A1 , the control means control the discharge of the storage module Ai until the voltage U at its terminals reaches a predetermined discharge value U D. Alternatively, the duration Δt 1; A1 = t 1; A1 -to, A1 may be predetermined. The variation of the intensity I through the module Ai during the discharge is controlled by the control means to simulate an acceleration phase for the vehicle. During a second phase P 2, Al of the test cycle E C; A1, extending between the time t 1; A1 and time t 2; A1, A 1 the storage modulus is at rest, that is that is to say that the intensity I through the module A 1 is substantially zero and the voltage U across the module A 1 is substantially constant.
Pendant une troisième phase P3,Ai du cycle d'essai CE;Ai, s'étendant entre le temps t2)A1 et le temps t3;A1, les moyens de pilotage commandent la charge du module A1 jusqu'à ce que la tension à ses bornes atteigne une valeur de charge Uc prédéterminée, qui est par exemple égale à la valeur de charge au démarrage du cycle CE;A1. La variation de l'intensité I traversant le module A1 pendant la charge est pilotée par les moyens de pilotage pour simuler un freinage du véhicule. La durée Δt3;A1=t3)A1-t2;A1 de la troisième phase P3:Ai n'est pas nécessairement égale à la durée Δt1;A1=t1;A1-to,A1 de la première phaseDuring a third phase P 3 , A i of the test cycle C E; A i, extending between the time t 2) A1 and the time t 3; A1 , the control means control the charge of the module A 1 until the voltage at its terminals reaches a predetermined load value U c , which is for example equal to the load value at the start of the cycle C E; A1 . The variation of the intensity I passing through the module A 1 during charging is controlled by the control means to simulate a braking of the vehicle. The duration Δt 3, A1 = t 3) A1 -t 2, A1 of the third phase P 3: A i is not necessarily equal to the duration Δt 1, A1 = t 1, A1 -to, A1 of the first phase
Pendant une quatrième phase P4,Ai du cycle d'essai CE;Ai, s'étendant entre le temps t3;Ai et le temps t4 Ai, le module A1 est au repos. La durée
Figure imgf000009_0001
de la quatrième phase P4;Ai n'est pas nécessairement égale à la durée Δt2;A1=t2)A1-t1;A1 de la deuxième phase -During a fourth phase P 4 , A i of the test cycle C E; A i, extending between the time t 3; A i and the time t 4 A i, the module A 1 is at rest. The duration
Figure imgf000009_0001
of the fourth phase P 4, A i is not necessarily equal to the duration Δt 2, A1 = t 2) A1 -t 1, A1 of the second phase -
Le cycle d'essai CEîB1 est effectué en parallèle du cycle d'essai CE,AI et comporte quatre phases Pi5B1, P231, P331 et P431 correspondant, respectivement, aux phases P1, AI, P2,AI> P3,AI et P4,AI-The test cycle C EIB1 is carried out in parallel with the test cycle C E, AI and comprises four phases Pi 5 B 1 , P2 3 1, P 3 31 and P 431 respectively corresponding to the phases P 1 , AI, P2, AI > P3, AI and P4, AI-
La troisième phase P3,B1, s'étendant entre le temps to,Bi et le temps t1;B1, est effectuée parallèlement à la première phase P1;A1. De cette manière, l'énergie libérée lors de la décharge du module A1 est utilisée pour charger le module B1, la différence d'énergie instantanée étant gérée par l'intermédiaire du condensateur C1.The third phase P 3, B1 , extending between the time t o, B i and the time t 1; B1 , is carried out parallel to the first phase P 1; A1 . In this way, the energy released during the discharge of the module A 1 is used to charge the module B 1 , the instantaneous energy difference being managed via the capacitor C 1 .
De manière similaire, la première phase Pi5B1, s'étendant entre le temps t2;B1 et le temps t3;B1, est effectuée parallèlement à la troisième phase P3;A1. De cette manière, l'énergie libérée lors de la décharge du module Bi est utilisée pour charger le module A1, la différence d'énergie instantanée étant gérée par l'intermédiaire du condensateur C1.Similarly, the first phase Pi 5B1 , extending between the time t 2; B1 and the time t 3; B1 , is carried out parallel to the third phase P 3; A1 . In this way, the energy released during the discharge of the module Bi is used to charge the module A 1 , the instantaneous energy difference being managed via the capacitor C 1 .
Sur les figures, la variation de l'intensité I traversant le module Ai pendant la première phase P1;A1 est différente de la variation de l'intensité I traversant le module B1 pendant la première phase P1;B1, c'est-à-dire que les contraintes simulées auxquelles sont soumises les modules Ai et Bi sont différentes. De manière générale, les cycles d'essais CEîAi et CEîBi peuvent être identiques ou différents, en fonction des essais que l'opérateur souhaite effectuer sur les modules Ai et B1.In the figures, the variation of the intensity I passing through the module Ai during the first phase P 1, A1 is different from the variation of the intensity I passing through the module B 1 during the first phase P 1; that is to say that the simulated constraints to which the modules Ai and Bi are subjected are different. In general, the test cycles C EIA i and C EIB i may be identical or different, depending on the tests that the operator wishes to perform on the modules Ai and B 1 .
La deuxième phase P25Bi, s'étendant entre le temps t3;B1 et le temps t4;B1, est effectuée presque simultanément à la quatrième phase P4,AI, et la quatrième phase P4,Bi, s'étendant entre le temps t1;B1 et le temps t2;B1, est effectuée presque simultanément à la deuxième phase P2,AI-The second phase P 25B i, extending between the time t 3; B1 and the time t 4; B1 , is performed almost simultaneously to the fourth phase P 4, AI , and the fourth phase P 4, B i, s' extending between the time t 1; B1 and the time t 2; B1 , is carried out almost simultaneously with the second phase P 2, AI -
Les cycles d'essai CEîAi et CEîBi ont la même durée, c'est-à-dire que ΔtCE,Bi=t4,Bi - to,Bi = ΔtCE,Ai=t4,Ai ~ Vi- Au temps t4Λi=t4,Bi, lorsque l'opération de test des modules de stockage A1, Bi n'est pas terminée, le banc d'essai 1 reproduit les cycles CE,Ai et CE,Bi de manière similaire.The test cycles C EIA i and C EIB i have the same duration, that is to say that Δt CE , Bi = t 4 , Bi - t o , B i = Δt CE , Ai = t4, Ai ~ Vi- At the time t 4Λ i = t 4 , B i, when the test operation of the storage modules A 1 , Bi is not completed, the test bench 1 reproduces the cycles C E, A i and C E, B i in a similar manner.
Ainsi, les énergies électriques de charge et décharge des modules Ai et Bi sont respectivement échangées entre les modules Ai et B1, seules les pertes électriques étant fournies par la source d'alimentation 4. La consommation d'énergie électrique est donc réduite aux pertes électriques des modules A1, Bi et aux pertes électriques des composants d'électronique de puissance réalisant le pilotage en courant des cycles de puissance.Thus, electrical energy charge and discharge of Ai and Bi modules are respectively exchanged between the modules Ai and B 1, only the electrical losses being provided by the power source 4. The electric power consumption is reduced losses Electrical modules A 1 , Bi and electrical losses of power electronics components conducting the current control power cycles.
Dans la suite de la description, on appelle paire de modules de stockage deux modules de stockage dont les cycles d'essai CE sont en opposition de phase, c'est-à-dire positionnés l'un par rapport à l'autre pour permettre la charge d'un des modules à partir de l'énergie provenant de la décharge de l'autre des modules et réciproquement. Les modules Ai et Bi constituent une paire de modules de stockage.In the remainder of the description, two storage modules whose test cycles C E are in opposition to phase, that is to say positioned relative to one another for allow the load of one of the modules from the energy from the discharge of the other modules and vice versa. The modules Ai and Bi constitute a pair of storage modules.
Lors de la mise en fonctionnement du banc d'essai 1, les modules A et B sont déchargés. Dans ce cas, les moyens d'alimentation 4 permettent de charger un module de la paire de modules, dans l'exemple le module A1, avant la première exécution des cycles CEîAi et CE)B1.When the test stand 1 is put into operation, the modules A and B are unloaded. In this case, the power supply means 4 make it possible to load a module of the pair of modules, in the example the module A 1 , before the first execution of the cycles C EIA i and C E) B1 .
En se référant aux figures 2 à 5, on va maintenant décrire la superposition des cycles CEîAi et CE)B1, d'un cycle d'essai CE>A2 du module de stockage A2 et d'un cycle d'essai CE,B2 du module de stockage B2.Referring to FIGS. 2 to 5, the superposition of the cycles C EIA i and C E) B1 , of a test cycle C E> A2 of the storage module A 2 and of a cycle of test C E, B2 of the storage module B 2 .
Les modules A2 et B2 constituent une paire de modules de stockage. La courbe 14 représente l'intensité I traversant le module A2 en fonction du temps t. La courbe 16 représente l'intensité I traversant le module B2 en fonction du temps t.The modules A 2 and B 2 constitute a pair of storage modules. Curve 14 represents the intensity I crossing module A 2 as a function of time t. Curve 16 represents intensity I crossing module B 2 as a function of time t.
Dans l'exemple, le cycle d'essai CE,A2 comporte quatre phases PI,A2J P2,A2> P3Λ2 et P4:A2 similaires, respectivement, aux phases P 1;B1, P231, P331 et P431. Le cycle d'essai CE,B2 comporte quatre phases P132, P232, P332 et P4ÎB2 similaires, respectivement, aux phases P1;AI, P2,AIJ P3,AI et P4 Ai- On notera que, tel que cela a été décrit précédemment, la variation de l'intensité pendant chacun des cycles CE,AI > CEîA2, CE:Bi et CE,B2 est adaptée en fonction des contraintes qui doivent être simulées sur le module correspondant A1, A2, B1 et B2. Les cycles CE,AI > CEÎA2, CEÎBI et CE,B2 peuvent donc être identiques ou différents les uns des autres, en fonction des besoins.In the example, the test cycle C E , A2 comprises four phases P I , A2J P2, A2 > P3Λ2 and P4 : A2 similar, respectively, to the phases P 1; B1 , P2 3 1, P3 3 1 and P 431 . The test cycle C E , B2 comprises four phases P 13 2, P2 3 2, P 3 32 and P 4 B2 B2, similar to the phases P 1; AI, P 2, P 3 J AI, AI and P 4 A i- Note that, as described above, the variation of the intensity during each of the cycles C E, AI> C EîA2, C E: B i and C E, B2 is adapted according to the constraints that must be simulated on the corresponding module A 1 , A 2 , B 1 and B 2 . The cycles C E, AI> C EIA2 , C EBIBI and C E, B2 may therefore be identical or different from each other, depending on the needs.
La première phase PiîA2 est réalisée pendant la deuxième phase P2ÎAI, entre un temps t1;A2 et un temps t2:A2 tels que tlîAi<ti,A2<t2,A2<t2,Ai- On notera que cela est possible du fait que la deuxième phase P2,AI a une durée
Figure imgf000011_0001
supérieure à la durée
Figure imgf000011_0002
de la première phase P1;A2, c'est-à-dire que Δt2Λi> Δt1;A2.The first phase P1A2 is carried out during the second phase P 2 AI, between a time t 1; A 2 and a time t 2: A 2 such that t iA i < ti, A2 < t2, A2 <t 2, Ai Note that this is possible because the second phase P 2, AI has a duration
Figure imgf000011_0001
greater than the duration
Figure imgf000011_0002
of the first phase P 1; A2 , that is to say that Δt 2Λ i> Δt 1; A2 .
Les durées des phases correspondantes des cycles CE,AI> CE:Bi, CE,A2 et CE,B2 étant presque identiques, cela implique que la troisième phase P3;A2 est effectuée pendant la quatrième phase P4,AI, entre un temps t3;A2 et un temps t4; A2 tels que t3;A1 < t3;A2 < U,A2 < t4,Ai et, de manière similaire, la première phase P1;A1 est effectuée pendant la quatrième phase P4:A2 et la troisième phase P3îAi est réalisée pendant la deuxième phase P2,A2-The duration of the corresponding phases of the cycles C E, AI> C E: B i, C E, A2 and C E, B2 being almost identical, this implies that the third phase P 3; A2 is carried out during the fourth phase P 4, AI , between a time t 3; A2 and a time t 4; A 2 such that t 3, A1 <t 3, A2 <U, A2 <t 4 , A 1 and, similarly, the first phase P 1, A1 is carried out during the fourth phase P 4: A2 and the third phase P 3 iA is performed during the second phase P2, A2-
En d'autres termes, le banc d'essai 1 commande la charge/décharge des modules de stockage A2 et B2 pendant que les modules de stockage A1 et B1 sont au repos, et réciproquement. On notera qu'un chevauchement est cependant possible entre les phases de charge et de décharge des modules A1 et B2, et réciproquement entre les phases de charge et de décharge des modules A2 et B1.In other words, the test bench 1 controls the charging / discharging of the storage modules A 2 and B 2 while the storage modules A 1 and B 1 are at rest, and vice versa. It will be noted that an overlap is however possible between the charging and discharging phases of the modules A 1 and B 2 , and vice versa between the charging and discharging phases of the modules A 2 and B 1 .
Lorsque les durées de repos, par exemple Δt2;Ai et Δt4:Ai, des deuxième et quatrième phases sont suffisamment grandes par rapport aux durées de charge et de décharge, par exemple At1 ;A1 et Δt3;A1, des première et troisième phases, plusieurs paires de cycles d'essai, par exemple un nombre i de paires de cycles d'essai correspondant au nombre de modules de stockage A, B, peuvent ainsi être superposés. Cela permet de multiplier le nombre de cycles dans une durée donnée.When the rest periods, for example Δt 2; A i and Δt 4: A i, the second and fourth phases are sufficiently large with respect to the charging and discharging periods, for example At 1, A1 and Δt 3; first and third phases, several pairs of test cycles, for example a number i of pairs of test cycles corresponding to the The number of storage modules A, B can thus be superimposed. This makes it possible to multiply the number of cycles in a given duration.
On notera que la forme et la durée des cycles d'essai peuvent être quelconques et dépendent des contraintes réelles qui doivent être reproduites. Le banc d'essai 1 peut par exemple simuler des véhicules à traction hybride ou uniquement électrique, des solutions automobiles Stop-Start sous 12V à 42V, des variantes hybrides automobiles ou bus jusqu'à 600V, des véhicules de transports guidés et ferroviaires sous les réseaux 750V, 1500V, ou autre.It should be noted that the form and duration of the test cycles can be arbitrary and depend on the actual constraints that must be reproduced. For example, test bench 1 can simulate vehicles with hybrid or all-electric traction, stop-start automotive solutions under 12V to 42V, hybrid car or bus variants up to 600V, guided transport vehicles and rail under the 750V, 1500V, or other networks.
En outre, lorsque seul un module de stockage est testé, par exemple le module A1, la forme des cycles peut être encore plus variée puisque dans ce cas il n'est pas utile que le module de stockage fournissant et stockant l'énergie, par exemple le module Bl, subisse des cycles d'essai d'une forme particulière.In addition, when only a storage module is tested, for example the module A 1 , the shape of the cycles can be even more varied since in this case it is not useful for the storage module to supply and store the energy, for example the module Bl, undergoes test cycles of a particular form.
Dans la pratique, les courants de charge et de décharge présentent des ondulations « triangulaires » haute fréquence dues à la fréquence de commutation des semi-conducteurs de puissance, ces ondulations pouvant être responsables de pertes supplémentaires. Le réglage de la fréquence de commutation des moyens de pilotage permet de reproduire ces ondulations de courant à haute fréquence, c'est-à-dire de reproduire plus précisément les conditions réelles.In practice, the charging and discharging currents have high-frequency "triangular" ripples due to the switching frequency of the power semiconductors, these ripples possibly being responsible for additional losses. The adjustment of the switching frequency of the control means makes it possible to reproduce these high frequency current ripples, that is to say to reproduce the real conditions more accurately.
Le banc d'essai 1 proposé permet ainsi de valider expérimentalement la durée de vie et les modes de défaillance des nouvelles technologies de stockage de l'énergie électrique de manière rigoureuse.The proposed test bench 1 thus makes it possible to experimentally validate the service life and the failure modes of the new technologies for storing electrical energy in a rigorous manner.
On notera que les mesures de courant et de tension effectuées pendant les cycles d'essai permettent par intégration de déterminer les valeurs caractéristiques d'une résistance série équivalente et d'une capacité équivalente des moyens de stockage A, B, l'évolution de ces valeurs pouvant être suivie tout au long des essais.It will be noted that the current and voltage measurements made during the test cycles make it possible, by integration, to determine the characteristic values of an equivalent series resistance and of an equivalent capacity of the storage means A, B, the evolution of these values that can be monitored throughout the tests.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. Although the invention has been described in connection with a particular embodiment, it is obvious that it is not limited thereto and that it comprises all the technical equivalents of the means described and their combinations if they are within the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Banc d'essai (1) destiné à être connecté à au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (A1) pour tester ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (A1) en modifiant un paramètre électrique dudit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (A1) selon un cycle d'essai (CE,AI) prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage (H1, H2) du transfert d'énergie électrique généré lors dudit essai entre ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (A1) et au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique (B1) connecté audit banc d'essai (1).Test stand (1) intended to be connected to at least one first electrical energy storage module (A 1 ) for testing said at least one first electrical energy storage module (A 1 ) by modifying a electrical parameter of said at least one first electrical energy storage module (A 1 ) according to a predetermined test cycle (C E, AI ), characterized in that it comprises control means (H 1 , H 2 ) the transfer of electrical energy generated during said test between said at least one first electrical energy storage module (A 1 ) and at least one second electrical energy storage module (B 1 ) connected to said test stand ( 1).
2. Banc d'essai (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de pilotage (H1, H2) du transfert d'énergie électrique entre ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (A1) et ledit au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique (B1) modifient, outre ledit paramètre électrique dudit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (A1) selon ledit cycle d'essai (CE Ai) prédéterminé, un paramètre électrique dudit au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique (B1) selon un cycle d'essai (CEîB1) prédéterminé.2. test bench (1) according to claim 1, characterized in that said control means (H 1 , H 2 ) of the transfer of electrical energy between said at least one first storage module of electrical energy (A 1 ) and said at least one second electrical energy storage module (B 1 ) modifies, besides said electrical parameter of said at least one first electrical energy storage module (A 1 ) according to said test cycle (C EA i) predetermined, an electrical parameter of said at least one second electrical energy storage module (B 1 ) according to a predetermined test cycle (C EIB1 ).
3. Banc d'essai selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte, ou est apte à être connecté à, des moyens d'alimentation (4) aptes à délivrer une énergie susceptible de compenser des pertes énergétiques qui ont lieu lors du transfert d'énergie entre ledit au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (A1) et ledit au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique (B1).3. test bench according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises, or is adapted to be connected to, power supply means (4) capable of delivering energy capable of compensating for energy losses which have during the energy transfer between said at least one first electrical energy storage module (A 1 ) and said at least one second electrical energy storage module (B 1 ).
4. Banc d'essai selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de pilotage (H1, H2) sont aptes à générer un transfert d'énergie électrique entre lesdits moyens d'alimentation (4) et au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique (A1, B1) lors de la mise en fonctionnement dudit banc d'essai4. Test bench according to claim 3, characterized in that said control means (H 1 , H 2 ) are capable of generating a transfer of electrical energy between said supply means (4) and at least one one of said first and second electrical energy storage modules (A 1 , B 1 ) during the operation of said test bench
(1).(1).
5. Banc d'essai selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est apte à être connecté à un ensemble de premiers modules de stockage d'énergie électrique comportant un nombre i de premiers modules de stockage d'énergie électrique (Ai à A1), i étant un entier strictement supérieur à 1, et à un ensemble de deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique comportant le même nombre i de deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique (B1 à B1), lesdits moyens de pilotage (H1, H2) étant aptes à générer un transfert d'énergie électrique entre chacun desdits premiers modules de stockage d'énergie électrique (Ai à A1) et chacun desdits deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique (Bi à B1), respectivement, en modifiant selon des cycles d'essai (CE,AI à CEîAi et CEîBi à CEîBl) prédéterminés respectifs, un paramètre électrique de chacun desdits premiers modules de stockage d'énergie électrique (Ai à A1) et de chacun desdits deuxièmes modules de stockage d'énergie électrique (Bi à B1).5. test bench according to claim 1, characterized in that it is adapted to be connected to a set of first electrical energy storage modules having a number i of first modules of electrical energy storage (Ai to A 1 ), i being an integer strictly greater than 1, and a set of second electrical energy storage modules having the same number i of second electrical energy storage modules (B 1 to B 1 ), said control means (H 1 , H 2 ) being able to generate an electrical energy transfer between each of said first electrical energy storage modules (A 1 to A 1 ) and each of said second modules of storing electrical energy (Bi to B 1 ), respectively, by changing according to respective predetermined test cycles (CE, AI to C EIA i and C EIB i to C EIB1 ), an electrical parameter of each of said first modules of storing electrical energy (A 1 to A 1 ) and each of said second power storage modules (Bi to B 1 ).
6. Ensemble de test (5) comportant au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (Ai), au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique (Bi) et un banc d'essai selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique (Ai , Bi) est un super-condensateur.Test assembly (5) comprising at least a first electrical energy storage module (Ai), at least a second electrical energy storage module (Bi) and a test bench according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that at least one of said first and second electrical energy storage modules (Ai, Bi) is a super-capacitor.
7. Ensemble de test (5) comportant au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (Ai), au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique (Bi) et un banc d'essai selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique (A1, Bi) est un volant d'inertie.7. Test assembly (5) comprising at least a first electrical energy storage module (Ai), at least a second electrical energy storage module (Bi) and a test bench according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that at least one of said first and second electrical energy storage modules (A 1 , Bi) is a flywheel.
8. Ensemble de test (5) comportant au moins un premier module de stockage d'énergie électrique (Ai), au moins un deuxième module de stockage d'énergie électrique (Bi) et un banc d'essai selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que au moins l'un desdits premier et deuxième modules de stockage d'énergie électrique (Ai , Bi) est une batterie. 8. Test assembly (5) comprising at least a first electrical energy storage module (Ai), at least a second electrical energy storage module (Bi) and a test bench according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that at least one of said first and second power storage modules (Ai, Bi) is a battery.
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