FR2666658A1 - Method for testing a battery of accumulators in an emergency power supply system, and device for implementing this method - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé pour tester une batterie d'accumulateurs d'un système d'alimentation secouru, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.Method for testing a storage battery of a backup power system, and device for implementing this method.
L'invention concerne un procédé pour tester une batterie d'accumulateurs d'un système d'alimentation secouru, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les systèmes d'alimentation en énergie électrique de nombreux équipements, par exemple : automatismes, machines informatiques, centraux de télécommunications, sont secourus par une batterie d'accumulateurs fournissant de l'énergie électrique à au moins une partie des équipements en cas de défaillance de la source normale d'énergie électrique, qui est généralement issue du réseau public de distribution d'électricité. The invention relates to a method for testing a storage battery of a backup power system, and to a device for carrying out this method. The electrical energy supply systems of many equipment, for example: automation, computer machines, telecommunications exchanges, are backed up by a storage battery supplying electrical energy to at least part of the equipment in the event of a power failure. the normal source of electrical energy, which generally comes from the public electricity distribution network.
"La charge" d'une batterie consiste à stocker de l'énergie électrique dans cette batterie, sous une forme électrochimique. La "décharge" de la batterie consiste à restituer, sous la forme d'énergie électrique, l'énergie stockée sous la forme électrochimique. En dehors des périodes de charge, ou de décharge vers un circuit extérieur, une batterie subit une auto-décharge interne qui dissipe lentement l'énergie stockée. Classiquement, un dispositif de contrôle de charge recharge une batterie après chaque décharge, même partielle, puis la maintient en l'état de charge en la soumettant à un régime dit de "maintien", compensant l'auto-décharge en fournissant à la batterie un courant ayant une faible intensité prédéterminée. The "charge" of a battery consists in storing electrical energy in this battery, in an electrochemical form. The "discharge" of the battery consists in restoring, in the form of electrical energy, the energy stored in the electrochemical form. Outside the periods of charge, or discharge to an external circuit, a battery undergoes an internal self-discharge which slowly dissipates the stored energy. Conventionally, a charge control device recharges a battery after each discharge, even partial, then maintains it in the state of charge by subjecting it to a so-called "maintenance" regime, compensating for self-discharge by supplying the battery a current having a predetermined low intensity.
Un système d'alimentation électrique secouru comporte généralement : au moins un convertisseur de tension; au moins une batterie d'accumulateurs; et un dispositif de contrôle de batterie. A back-up power supply system generally comprises: at least one voltage converter; at least one storage battery; and a battery control device.
Une meilleure sûreté est procurée par au moins un convertisseur redondant et au moins une batterie redondante. Chaque convertisseur est alimenté par le réseau public de distribution d'électricité et fournit une tension continue qui est la source normale d'énergie électrique pour le circuit utilisateur, tant que le réseau public de distribution d'électricité fonctionne. Chaque convertisseur assure : un isolement par rapport au réseau public, un redressement de la tension alternative qui est fournie, une adaptation et une régulation de tension, pour alimenter le circuit utilisateur conformément aux spécifications de ce circuit. En outre, chaque convertisseur assure le régime de charge ou le régime de maintien de charge de chaque batterie d'accumulateurs, sous la commande d'un circuit de contrôle de batterie.Better safety is provided by at least one redundant converter and at least one redundant battery. Each converter is supplied by the public electricity distribution network and supplies a direct voltage which is the normal source of electric energy for the user circuit, as long as the public electricity distribution network is operating. Each converter ensures: isolation from the public network, rectification of the alternating voltage which is supplied, adaptation and regulation of voltage, to supply the user circuit in accordance with the specifications of this circuit. In addition, each converter ensures the charge regime or the charge maintenance regime of each accumulator battery, under the control of a battery control circuit.
En cas de défaillance de la source normale, chaque batterie constitue une source de secours. Divers moyens peuvent être utilisés pour coupler au circuit utilisateur chaque convertisseur et chaque batterie. Le moyen de couplage le plus simple en une ligne bus reliant directement les sorties de tous les convertisseurs et de toutes les batteries en parallèle, à l'entrée du circuit utilisateur. I1 est connu aussi de relier la sortie de chaque convertisseur, et de chaque batterie, à l'entrée du circuit utilisateur par l'intermédiaire d'une diode. Enfin, il est connu de coupler chaque convertisseur et chaque batterie au circuit utilisateur par l'intermédiaire d'un contacteur électromécanique ou d'un thyristor.Dans tous les cas, le nombre d'éléments accumulateurs constituant chaque batterie est choisi de telle sorte que la tension fournie au circuit utilisateur pendant le régime de charge, le régime de maintien, et le régime de décharge de chaque batterie reste entre des bornes compatibles avec les spécifications du circuit utilisateur. In the event of failure of the normal source, each battery constitutes a backup source. Various means can be used to couple each converter and each battery to the user circuit. The simplest means of coupling in a bus line directly connecting the outputs of all converters and all batteries in parallel, to the input of the user circuit. It is also known to connect the output of each converter, and of each battery, to the input of the user circuit by means of a diode. Finally, it is known to couple each converter and each battery to the user circuit by means of an electromechanical contactor or a thyristor. In all cases, the number of accumulator elements constituting each battery is chosen so that the voltage supplied to the user circuit during the charge regime, the sustain regime, and the discharge regime of each battery remains between terminals compatible with the specifications of the user circuit.
La disponibilité de la source de secours est vérifiée périodiquement par des tests automatiques ou manuels, portant sur les différentes fonctions du système d'alimentation. Un test permet notamment de vérifier la disponibilité de chaque batterie d'accumulateurs, sans perturber l'alimentation du circuit utilisateur. Ce test consiste à vérifier que la batterie est capable de fournir la quantité d'énergie nécessaire au circuit utilisateur en cas de défaillance de la source normale. The availability of the backup source is periodically checked by automatic or manual tests, covering the different functions of the power system. A test makes it possible in particular to check the availability of each accumulator battery, without disturbing the supply to the user circuit. This test consists in verifying that the battery is capable of supplying the amount of energy necessary for the user circuit in the event of failure of the normal source.
Pendant la majeure partie du temps de fonctionnement du système, chaque batterie est en attente, ne débitant pas, mais recevant un courant de maintien de charge, ayant une faible intensité. I1 n'y a pas d'indicateur accessible et fiable pour déterminer la disponibilité de cette batterie. Par conséquent, la disponibilité d'une batterie est testée classiquement par un test dit actif consistant à provoquer une décharge, partielle le plus souvent. Pendant ce test, le circuit de contrôle de batterie surveille certains paramètres représentatifs de l'état de la batterie : tension aux bornes, intensité du courant de décharge, durée nécessaire pour une décharge jusqu'à une tension donnée, etc. During most of the operating time of the system, each battery is on standby, not debiting, but receiving a charge holding current, having a low intensity. There is no accessible and reliable indicator to determine the availability of this battery. Consequently, the availability of a battery is conventionally tested by a so-called active test consisting in causing a partial discharge most often. During this test, the battery control circuit monitors certain parameters representative of the state of the battery: terminal voltage, discharge current intensity, time required for discharge to a given voltage, etc.
Ce test est réalisé en utilisant le circuit utilisateur comme banc de décharge de la batterie, car l'utilisation d'un autre circuit pour dissiper l'énergie de la batterie est généralement incompatible avec des contraintes d'encombrement, de dissipation thermique, ou de court, que doivent respecter les systèmes d'alimentation secourus.This test is carried out using the user circuit as a battery discharge bank, since the use of another circuit to dissipate the energy of the battery is generally incompatible with constraints of space, heat dissipation, or short, which must be respected by the backup power systems.
Ce test est réalisé à intervalles réguliers, et automatiquement, par le dispositif de contrôle de charge de batterie. Ce dernier vérifie tout d'abord que les conditions nécessaires pour ce test sont réunies. Il faut : que la batterie soit chargée, c'est-à-dire qu'elle soit en régime de maintien de charge; que le courant consommé par le circuit utilisateur soit suffisant; et qu'un temps prédéterminé se soit écoulé depuis le dernier test. Le circuit de contrôle inhibe le fonctionnement de toutes les sources d'alimentation autres que la batterie, ou les batteries à tester. Pour cela, il commande la mise à l'arrêt de chaque convertisseur, ou bien il commande son isolement en ouvrant un contacteur électromécanique en série avec la sortie du convertisseur.Pour tester isolément une batterie parmi plusieurs, il commande des contacteurs électromécaniques reliés respectivement en série avec chaque batterie. This test is performed at regular intervals, and automatically, by the battery charge control device. The latter first checks that the conditions necessary for this test are met. It is necessary: that the battery is charged, that is to say that it is in charge maintenance mode; that the current consumed by the user circuit is sufficient; and that a predetermined time has passed since the last test. The control circuit inhibits the operation of all power sources other than the battery, or the batteries to be tested. To do this, it controls the shutdown of each converter, or it controls its isolation by opening an electromechanical contactor in series with the output of the converter. To test one battery in isolation, it controls electromechanical contactors connected respectively series with each battery.
Ce procédé connu a pour inconvénient de réduire la sûreté d'alimentation du circuit utilisateur. Si la batterie testée ou si le circuit la reliant au circuit utilisaeur est défectueux, il peut y avoir interruption de l'alimentation du circuit utilisateur puisqu'il n'y a plus de redondance des sources d'alimentation. This known method has the drawback of reducing the supply security of the user circuit. If the battery tested or if the circuit connecting it to the user circuit is defective, there may be an interruption in the supply to the user circuit since there is no longer any redundancy of the power sources.
Lorsque le circuit de contrôle de charge de batterie détecte une anomalie pendant le test, il entame une procédure de remise en service des convertisseurs, et des autres batteries, si la batterie testée n'est pas la seule. Mais il y a tout de même une interruption de l'alimentation du circuit utilisateur pendant une durée non nulle qui peut, dans certaines conditions, être incompatible avec les contraintes d'alimentation du circuit utilisateur. L'interruption peut même être de longue durée, si la défaillance est causée par le circuit de contrôle de charge de batterie, et s'il est incapable d'entamer la procédure de remise en service.When the battery charge control circuit detects an anomaly during the test, it initiates a procedure for recommissioning the converters, and the other batteries, if the battery tested is not the only one. However, there is still an interruption in the supply of the user circuit for a non-zero duration which may, under certain conditions, be incompatible with the supply constraints of the user circuit. The interruption can even be long-term, if the failure is caused by the battery charge control circuit, and if it is unable to initiate the recommissioning procedure.
Le but de l'invention est de proposer un procédé de test actif de batterie procurant une meilleur sûreté du système d'alimentation pendant le test, que le procédé classique mentionné ci-dessus. The object of the invention is to propose an active battery test method providing better safety of the power supply system during the test, than the conventional method mentioned above.
L'objet de l'invention est un procédé pour tester une batterie d'accumulateurs d'un système d'alimentation secouru par au moins une batterie d'accumulateurs, ledit système fournissant de l'énergie électrique à un circuit utilisateur soit à partir d'au moins une source dite normale, lorsqu'elle fonctionne, soit à partir d'au moins une batterie d'accumulateurs, lorsque chaque source normale est défaillante; caractérisé en ce qu'il consiste a:
- coupler le circuit utilisateur avec la batterie à tester et avec au moins une source normale, en maintenant cette dernière en fonctionnement;
- commander la source normale par un signal de consigne correspondant à une tension différente de celle que fournirait la batterie à tester si elle était seule couplée au circuit utilisateur, tout en restant comprise dans une plage de tensions admissibles par le circuit utilisateur;
- mesurer certains paramètres de la batterie à tester.The object of the invention is a method for testing a storage battery of a supply system backed up by at least one storage battery, said system supplying electrical energy to a user circuit either from 'at least one so-called normal source, when it is operating, ie from at least one storage battery, when each normal source fails; characterized in that it consists of:
- couple the user circuit with the battery to be tested and with at least one normal source, keeping the latter in operation;
- controlling the normal source by a reference signal corresponding to a voltage different from that which the battery to be tested would provide if it were the only one coupled to the user circuit, while remaining within a range of voltages admissible by the user circuit;
- measure certain parameters of the battery to be tested.
Le procédé de test ainsi caractérisé assure le secours de la batterie en cours de test, par au moins une source normale, maintenue en fonctionnement et couplée au circuit utilisateur parallèlement avec la batterie à tester. Le test de la batterie n'est pas perturbé par la source normale, car cette dernière tend à fournir une tension différente de celle que fournit la batterie à tester, lorsqu'elle est seule couplée au circuit utilisateur. La tension de la source normale est maintenue néanmoins dans la plagedes tensions admissibles par le circuit utilisateur, de telle sorte que le circuit utilisateur soit alimenté correctement, au cas où la batterie à tester s'avèrerait défectueuse, ou en cas de défaillance du circuit de contrôle de batterie. The test method thus characterized provides backup of the battery under test, by at least one normal source, maintained in operation and coupled to the user circuit in parallel with the battery to be tested. The battery test is not disturbed by the normal source, since the latter tends to supply a voltage different from that supplied by the battery to be tested, when it is alone coupled to the user circuit. The normal source voltage is nevertheless maintained within the range of admissible voltages by the user circuit, so that the user circuit is supplied correctly, in the event that the battery to be tested proves to be defective, or in the event of failure of the battery check.
Le procédé de test selon l'invention est applicable non seulement au test actif mentionné précédemment, consistant à décharger la batterie, mais aussi à un test passif consistant à charger ou surcharger la batterie en mesurant certains paramètres de la batterie. Dans le premier cas, la source normale est commandée par une signal de consigne correspondant à une tension inférieure à celle que fournirait la batterie seule couplée au circuit utilisateur. Dans le second cas, la source normale est commandée par un signal de consigne correspondant à une tension supérieure à celle que fournirait la batterie couplée seule au circuit utilisateur. The test method according to the invention is applicable not only to the active test mentioned above, consisting in discharging the battery, but also in a passive test consisting in charging or overcharging the battery by measuring certain parameters of the battery. In the first case, the normal source is controlled by a setpoint signal corresponding to a voltage lower than that which the single battery coupled to the user circuit would provide. In the second case, the normal source is controlled by a reference signal corresponding to a voltage greater than that which the battery coupled alone to the user circuit would provide.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront dans la description ci-dessous et les figures l'accompagnant
- la figure 1 représente le schéma synoptique d'un système d'alimentation comportant un exemple de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention;
- la figure 2 représente un organigramme du traitement réalisé par cet exemple de réalisation.The invention will be better understood and other characteristics will appear in the description below and the accompanying figures.
- Figure 1 shows the block diagram of a power system comprising an embodiment of a device for implementing the method according to the invention;
- Figure 2 shows a flow diagram of the processing performed by this embodiment.
Le système représenté sur la figure 1 est un système d'alimentation secouru fournissant une tension nominale de 48 volts. Ce système comporte : une borne d'entrée 1 reliée au réseau public de distribution d'électricité; deux convertisseurs pilotés, 2 et 3; un dispositif de contrôle de batterie, 4; deux batteries au plomb étanches, 5 et 6, ayant une tension nomimale de 48 volts; un dispositif de couplage 7; une borne de sortie 8 reliée à un circuit utilisateur, non représenté; et cinq capteurs d'intensité, 9 à 13. The system shown in Figure 1 is a backup power system providing a nominal voltage of 48 volts. This system comprises: an input terminal 1 connected to the public electricity distribution network; two piloted converters, 2 and 3; a battery control device, 4; two sealed lead batteries, 5 and 6, with a nominal voltage of 48 volts; a coupling device 7; an output terminal 8 connected to a user circuit, not shown; and five intensity sensors, 9 to 13.
Dans cet exemple, une redondance physique est assurée par les deux convertisseurs 2 et 3, chacun pouvant assurer tout seul l'alimentation du circuit utilisateur; et par les deux batteries, 5 et 6, chacune pouvant assurer toute seule l'alimentation du circuit utilisateur. Ces quatres sources d'énergie électrique sont couplées à la borne de sortie 8 par le dispositif de couplage 7 qui comporte : une ligne bus 14, et deux contacteurs d'électromécaniques 15 et 16. In this example, physical redundancy is provided by the two converters 2 and 3, each of which can supply the user circuit on its own; and by the two batteries, 5 and 6, each able to supply the user circuit alone. These four sources of electrical energy are coupled to the output terminal 8 by the coupling device 7 which comprises: a bus line 14, and two electromechanical contactors 15 and 16.
La ligne bus 14 est reliée : à la borne de sortie 8 du système d'alimentation; à une sortie du convertisseur 2; à une sortie du convertisseur 3; à une première borne de la batterie 5, par l'intermédiaire du contacteur 15; à une première borne de la batterie 6, par l'intermédiaire du contacteur 16; et à une entrée du circuit 4. La seconde borne de la batterie 5 et la seconde borne de la batterie 6 sont reliées à un potentiel de référence. Les contacteurs 15 et 16 sont commandés respectivement par deux signaux électriques fournis par deux sorties du circuit 4. The bus line 14 is connected: to the output terminal 8 of the supply system; at an output of converter 2; at an output of converter 3; to a first terminal of the battery 5, via the contactor 15; to a first terminal of the battery 6, via the contactor 16; and to an input of the circuit 4. The second terminal of the battery 5 and the second terminal of the battery 6 are connected to a reference potential. The contactors 15 and 16 are controlled respectively by two electrical signals supplied by two outputs of the circuit 4.
Les deux convertisseurs 2 et 3 possèdent chacun : une entrée reliée à la borne d'entrée 1 du système d'alimentation, une entrée de commande recevant respectivement un signal de consigne fourni par une sortie du circuit 4; une sortie fournissant à une entrée du circuit 4 un signal logique indiquant l'état de disponibilité de ce convertisseur; et une sortie d'énergie reliée à la ligne bus 14. The two converters 2 and 3 each have: an input connected to the input terminal 1 of the supply system, a control input receiving respectively a reference signal supplied by an output of the circuit 4; an output supplying an input to circuit 4 with a logic signal indicating the availability state of this converter; and an energy output connected to the bus line 14.
Le signal d'état fourni par chaque convertisseur est déterminée par un auto-test interne, prenant en compte notamment la présence ou l'absence d'une tension sur l'entrée du convertisseur qui est reliée à la borne d'entrée 1.The status signal supplied by each converter is determined by an internal self-test, taking into account in particular the presence or absence of a voltage on the input of the converter which is connected to the input terminal 1.
Les deux sorties d'énergie des convertisseurs 2 et 3 sont munies respectivment des capteurs d'intensité 10 et 11 reliés à deux entrées du circuit 4. Les première bornes des batteries 5 et 6 sont munies respectivement des capteurs d'intensité 12 et 13 qui sont reliés à deux entrées du circuit 4. La ligne bus 14, à proximité de la borne de sortie 8, est munie du capteur d'intensité 9 qui est relié à une entrée du circuit 4. Trois entrées du circuit 4 sont reliées respectivement aux premières bornes des batteries 5 et 6, et à la ligne bus 14 pour permettre au circuit 4 de mesurer respectivement : la tension aux bornes de la batterie 5, la tension aux bornes de la batterie 6, et la tension de sortie du système d'alimentation. The two energy outputs of the converters 2 and 3 are respectively provided with intensity sensors 10 and 11 connected to two inputs of the circuit 4. The first terminals of the batteries 5 and 6 are respectively provided with intensity sensors 12 and 13 which are connected to two inputs of circuit 4. The bus line 14, near the output terminal 8, is provided with the intensity sensor 9 which is connected to an input of circuit 4. Three inputs of circuit 4 are connected respectively to first terminals of the batteries 5 and 6, and on the bus line 14 to allow the circuit 4 to measure respectively: the voltage at the terminals of the battery 5, the voltage at the terminals of the battery 6, and the output voltage of the food.
Chacun des convertisseurs 2 et 3 est piloté indépendamment pour une meilleur sûreté, mais les deux signaux de consigne sont identiques. Chaque signal de consigne est constitué par l'intensité d'une boucle de courant, analogique, variant entre 4mA et 16mA, ces valeurs limites correspondant respectivement à des tensions de sortie de 43V et de 57V qui sont comprises entre les deux valeurs extrêmes de la plage des tensions admissibles par le circuit utilisateur. La tension de sortie de chaque convertisseur varie linéairement en fonction de l'intensité du signal de consigne. Le choix de ces valeurs extrêmes, garantit que, même en cas de défaillance du circuit 4, les tensions de sortie des deux convertisseurs 2 et 3 ne sortent pas de la plage des tensions admissibles par le circuit utilisateur. Each of the converters 2 and 3 is controlled independently for better safety, but the two setpoint signals are identical. Each setpoint signal consists of the intensity of a current loop, analog, varying between 4mA and 16mA, these limit values corresponding respectively to output voltages of 43V and 57V which are between the two extreme values of the range of voltages admissible by the user circuit. The output voltage of each converter varies linearly depending on the intensity of the setpoint signal. The choice of these extreme values guarantees that, even in the event of a fault in circuit 4, the output voltages of the two converters 2 and 3 do not fall outside the range of voltages admissible by the user circuit.
Quand les batteries 5 et 6 sont en régime de charge, leur tension peut varier de 47V à 57V. Lorsqu'elles sont en régime de décharge leur tension peut varier de 50V, jusqu'à 42V en fin de décharge. La tension de 42V correspond à la valeur minimale admissible pour l'alimentation du circuit utilisateur. When batteries 5 and 6 are in charge mode, their voltage can vary from 47V to 57V. When they are in discharge mode their voltage can vary from 50V, up to 42V at the end of discharge. The voltage of 42V corresponds to the minimum admissible value for supplying the user circuit.
Dans cet exemple, le test des batteries 5 et 6 consiste à isoler l'une des batteries en ouvrant l'un des contacteurs 15, 16, puis à la décharger, dans le circuit utilisateur jusqu'à environ la moitié de sa capacité nominale. La tension de la batterie testée varie alors de 50V jusqu'à 44V. Pendant le test, les deux convertisseurs 2 et 3 sont maintenus en fonctionnement et sont pilotés chacun par un signal de consigne dont l'intensité correspond à une tension de 43V en sortie des convertisseurs. La batterie imposant sur la sortie de chaque convertisseur une tension de 44V au moins, cette sortie se bloque, de telle sorte qu'elle ne débite jamais de courant vers le circuit utilisateur, si la batterie testée n'est pas défectueuse.Dans le cas où la batterie testée est défectueuse, sa tension de sortie descend en dessous de 43V, par conséquent les convertisseurs 2 et 3 se mettent à débiter vers le circuit utilisateur, sans aucun délai de commutation. In this example, the test of batteries 5 and 6 consists in isolating one of the batteries by opening one of the contactors 15, 16, then in discharging it, in the user circuit up to approximately half of its nominal capacity. The voltage of the battery tested then varies from 50V to 44V. During the test, the two converters 2 and 3 are kept in operation and are each controlled by a setpoint signal whose intensity corresponds to a voltage of 43V at the output of the converters. Since the battery imposes a voltage of at least 44V on the output of each converter, this output is blocked, so that it never delivers current to the user circuit, if the battery tested is not defective. where the tested battery is defective, its output voltage drops below 43V, consequently the converters 2 and 3 start to flow to the user circuit, without any switching delay.
Le circuit 4 de contrôle de batterie est un circuit ayant une structure classique comportant : un microprocesseur, une mémoire vive de données, une mémoire morte de programme, une interface d'entrée et une interface de sortie, non représentés. The battery control circuit 4 is a circuit having a conventional structure comprising: a microprocessor, a data random access memory, a program read-only memory, an input interface and an output interface, not shown.
La figure 2 représente l'organigramme du traitement réalisé par ce circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. FIG. 2 represents the flow chart of the processing carried out by this circuit for the implementation of the method according to the invention.
Le traitement débute par un sous-programme 20 d'initialisation et de vérification du bon fonctionnement du circuit 4. Il comporte un premier test, 21, pour détecter une demande de test de batterie. Un test peut être demandé par un opérateur en pressant un bouton, ou bien il peut être demandé périodiquement par un sous-programme. Si un test de batterie est demandé, le traitement consiste ensuite en un second test, 22, vérifiant un certain nombre de conditions nécessaires pour pouvoir lancer le test d'une batterie dans des conditions optimales de sûreté de fonctionnement. Le test 22 vérifie la disponibilité du circuit 4 par un auto-test interne.En outre, il vérifie : que l'intensité du courant de sortie du système d'alimentation est suffisante pour permettre un test de batterie; que la batterie à tester est effectivement chargée; que les signaux d'état des convertisseurs 2 et 3 indiquent qu'ils sont disponibles.The processing begins with a subroutine 20 for initialization and verification of the proper functioning of the circuit 4. It comprises a first test, 21, for detecting a request for a battery test. A test can be requested by an operator at the press of a button, or it can be requested periodically by a subroutine. If a battery test is requested, the processing then consists of a second test, 22, verifying a certain number of conditions necessary to be able to launch the test of a battery under optimal conditions of dependability. Test 22 checks the availability of circuit 4 by an internal self-test. In addition, it checks: that the intensity of the output current from the power supply system is sufficient to allow a battery test; that the battery to be tested is effectively charged; that the status signals from converters 2 and 3 indicate that they are available.
Dans les cas où l'un des deux tests 21 et 22 ne sont pas satisfaits, le traitement consiste en des traitements annexes 28 qui sont tous les traitements nécessaires au fonctionnement du système d'alimentation, hormis le test de chacune des batteries d'accumulateurs 5 et 6. Ces traitements annexes 28 concernent notamment la charge et maintien en charge des batteries 5 et 6, et la surveillance des convertisseurs 2 et 3. In the cases where one of the two tests 21 and 22 are not satisfied, the treatment consists of additional treatments 28 which are all the treatments necessary for the operation of the supply system, except the test of each of the storage batteries. 5 and 6. These additional treatments 28 relate in particular to the charging and maintaining of the batteries 5 and 6, and the monitoring of the converters 2 and 3.
Si les tests 21 et 22 sont satisfaits, le traitement consiste à isoler l'une des deux batteries, par exemple isoler la batterie 5 en ouvrant le contacteur 15, la batterie 6 restant connectée au circuit utilisateur par le contacteur 16. La batterie 5 sera testée à son tour lors du prochain test de batterie. Le traitement comporte ensuite une commande 24 fournissant deux signaux de consigne correspondant à une tension de sortie des convertisseurs égale à 43V. If tests 21 and 22 are satisfied, the processing consists in isolating one of the two batteries, for example isolating the battery 5 by opening the contactor 15, the battery 6 remaining connected to the user circuit by the contactor 16. The battery 5 will be tested in turn during the next battery test. The processing then comprises a command 24 supplying two setpoint signals corresponding to an output voltage of the converters equal to 43V.
Puis il consiste en un sous-programme 25 réalisant toutes les fonctions classiques du test actif d'une batterie par décharge dans le circuit utilisateur. Ce sous-programme 25 permet de statuer sur la disponibilité effective de la batterie en test. Le traitement sort de ce sous-programme lorsque le test peut être considéré comme terminé et satisfaisant. Le test d'une batterie est considéré comme satisfaisant si les valeurs de tension correspondent à un suite de valeurs prédéterminées pour une intensité de décharge donnée et pour des instants donnés. Ces valeurs sont stockées dans la mémoire de programme du circuit de contrôle 4 où elles constituent une sorte de table de référence. Plusieurs tables de valeurs peuvent être stockées pour tenir compte aussi du vieillissement de la batterie, qui se traduit par une réduction de la capacité nominale. Then it consists of a subroutine 25 performing all the conventional functions of the active test of a battery by discharge in the user circuit. This subroutine 25 makes it possible to decide on the effective availability of the battery under test. Processing leaves this subroutine when the test can be considered complete and satisfactory. The test of a battery is considered to be satisfactory if the voltage values correspond to a series of predetermined values for a given discharge intensity and for given instants. These values are stored in the program memory of the control circuit 4 where they constitute a sort of reference table. Several value tables can be stored to also take into account the aging of the battery, which results in a reduction in nominal capacity.
Si la décharge d'une batterie ne se déroule pas conformément aux valeurs prévues dans la table de référence, le sous-programme de test actif de la batterie déclenche une alarme et arrête le test.If the discharge of a battery does not proceed in accordance with the values provided in the reference table, the active battery test routine triggers an alarm and stops the test.
Lorsque le sous-programme de test 25 est terminé, le traitement consiste en une commande 26 fournissant deux signaux de consigne correspondant à une tension de sortie des convertisseurs supérieure à celle qu'aurait la batterie couplée seule au circuit utilisateur, pour recharger la batterie qui vient d'être testée, en appliquant un procédé de charge classique. Le traitement consiste ensuite à rétablir la configuration normale du système d'alimentation, en refermant le contacteur 16 pour reconnecter la batterie 6 qui a été isolée pendant la durée du test et de la recharge de la batterie 5. Le traitement est ensuite constitué par les traitements annexes 28, mentionnés précédemment. A la fin des traitements annexes 28, le traitement est rebouclé sur le test 21. When the test subroutine 25 is finished, the processing consists of a command 26 supplying two setpoint signals corresponding to an output voltage of the converters greater than that which the battery coupled alone to the user circuit would have, to recharge the battery which has just been tested, applying a conventional charging method. The treatment then consists in restoring the normal configuration of the supply system, by closing the contactor 16 to reconnect the battery 6 which has been isolated during the duration of the test and of the recharging of the battery 5. The treatment is then constituted by the additional treatments 28, mentioned previously. At the end of the additional treatments 28, the processing is looped back to the test 21.
Les sous-programmes 20, 25, et 28 sont des sous-programmes classiques dans un circuit de contrôle de batterie comportant un microprocesseur. The subroutines 20, 25, and 28 are conventional subroutines in a battery control circuit comprising a microprocessor.
La portée de l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus. De nombreuses variantes sont à la portée de l'homme de l'art : le nombre de convertisseurs et le nombre de batteries peuvent être différents, par exemple il peut y avoir trois convertisseurs, si l'intensité maximale consommée par le circuit utilisateur correspond à deux fois l'intensité que peut fournir un convertisseur, la redondance étant assurée par un troisième convertisseur. Le système d'alimentation décrit précédemment peut être simplifié, en supprimant les contacteurs 15 et 16, de telle sorte que les batteries 5 et 6 sont toujours reliées en parallèle et sont testées globalement. Le dispositif de couplage 7 peut être un dispositif à diodes, à thyristors, ou à commutateurs électromécaniques rapides. The scope of the invention is not limited to the embodiment described above. Many variants are within the reach of those skilled in the art: the number of converters and the number of batteries can be different, for example there can be three converters, if the maximum current consumed by the user circuit corresponds to twice the intensity that a converter can provide, the redundancy being ensured by a third converter. The supply system described above can be simplified, by eliminating the contactors 15 and 16, so that the batteries 5 and 6 are always connected in parallel and are tested globally. The coupling device 7 can be a device with diodes, thyristors, or fast electromechanical switches.
Le procédé selon l'invention a été décrit dans le cas du test en décharge, mais il peut aussi être appliqué à un test en charge, voire même en surcharge, consistant à fournir de l'énergie électrique à une batterie tout en mesurant ses paramètres et en les comparant à des valeurs de référence. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention consiste alors à isoler une batterie de telle sorte qu'une seule batterie soit couplée aux convertisseurs 2 et 3, tout en restant couplée au circuit utilisateur; et consiste à commander les convertisseurs 2 et 3 par deux signaux de consigne correspondant à une tension supérieure à la tension que fournirait la batterie si elle était couplée seule au circuit utilisateur. Les convertisseurs imposent alors leur tension à la batterie. Dans ces conditions, comme pour le test en charge, la sûreté d'alimentation du circuit extérieur est maintenue même si une défaillance du circuit de contrôle de batterie 4, ou des contacteurs 15 et 16, empêche le système d'alimentation de revenir à sa configuration normale. The method according to the invention has been described in the case of the discharge test, but it can also be applied to a charge test, or even an overload test, consisting in supplying electrical energy to a battery while measuring its parameters. and comparing them to benchmarks. The implementation of the method according to the invention then consists in isolating a battery so that a single battery is coupled to the converters 2 and 3, while remaining coupled to the user circuit; and consists in controlling the converters 2 and 3 by two setpoint signals corresponding to a voltage greater than the voltage that the battery would provide if it were coupled alone to the user circuit. The converters then impose their voltage on the battery. Under these conditions, as for the load test, the supply security of the external circuit is maintained even if a failure of the battery control circuit 4, or of the contactors 15 and 16, prevents the supply system from returning to its normal configuration.
Claims (7)
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- 1990-09-12 FR FR9011273A patent/FR2666658B1/en not_active Expired - Fee Related
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| GB2352568B (en) * | 1999-05-10 | 2002-08-28 | Multipower Inc | Testing battery power source of uninterruptible power supply |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2666658B1 (en) | 1993-03-12 |
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