EP2406647A1 - Procede pour determiner l'etat de charge d'une source electrochimique pour la traction electrique de vehicules - Google Patents
Procede pour determiner l'etat de charge d'une source electrochimique pour la traction electrique de vehiculesInfo
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- EP2406647A1 EP2406647A1 EP10714921A EP10714921A EP2406647A1 EP 2406647 A1 EP2406647 A1 EP 2406647A1 EP 10714921 A EP10714921 A EP 10714921A EP 10714921 A EP10714921 A EP 10714921A EP 2406647 A1 EP2406647 A1 EP 2406647A1
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- 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]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
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- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
Definitions
- the present invention relates to a method for evaluating the electromotive force at equilibrium of an electrochemical energy source, more particularly a battery.
- an electrochemical energy source is for example intended for electric traction.
- This invention relates in particular to the field of the automobile.
- the present invention relates more specifically to the field of vehicles comprising electric traction means. They may be electric vehicles or hybrid vehicles, that is, vehicles that use several different energy sources to travel.
- the present invention can relate to all types of electrochemical energy storage.
- the energy source may in particular be a storage battery, for example of the lithium-ion, Ni-MH or Ni-Zn type.
- the current energy context has favored the industrial growth of electric and hybrid vehicles.
- the electrochemical source of energy such as the battery or the supercapacitor, represents an expensive element of this type of vehicle.
- the state of charge is an essential parameter in the electronic management of a battery.
- the periods of charge and / or discharge of the battery are separated by periods of relaxation, during which the battery is not crossed by a current.
- each electromotive force at equilibrium corresponds to a precise state of charge, for each type of battery.
- the relaxation time required to reach equilibrium state depends on the degree of polarization of the electrodes. This degree of polarization itself depends in particular on the intensity of the current having previously passed through the battery, as well as the duration of application of this current. Any determination of electromotive force out of equilibrium affects the accuracy of the state of charge estimation.
- the periods of relaxation of the battery may be too short to reach the state of equilibrium. It is therefore not possible to recalibrate the estimation of the state of charge during periods of relaxation.
- the object of the present invention is to solve these problems by means of a method for estimating the electromotive force at the equilibrium of a battery, without said battery having reached a state of equilibrium. This estimation is made in particular from measurements of the voltage at the terminals of the battery, during periods of relaxation.
- the subject of the present invention is therefore a method for estimating the equilibrium electromotive force of a battery, based on data relating to the evolution over time of the vacuum voltage at the terminals of such a battery. relaxation classes. These data can be obtained by preliminary tests on such a battery under different temperature conditions.
- the present invention also relates to a method for estimating the state of charge of a battery, as a function of the electromotive force at equilibrium.
- This estimate of the state of charge is based on data relating to the correspondence of a defined state of charge and a defined equilibrium electromotive force for a given temperature. These data can be obtained by preliminary tests on such a battery under different temperature conditions.
- Such a method is easy to apply to most vehicles having a battery as a source of electrical energy.
- This method is particularly advantageous in the case of hybrid vehicles, since it makes it possible to solve problems preventing the application of known methods for estimating the state of charge.
- the present invention thus relates to a method for evaluating the equilibrium electromotive force of a battery for electric traction, comprising the following steps:
- the electromotive force at equilibrium (FenrieqCt,)) is estimated by taking into account the sign of the intensity (l (t, 1)), measured at a time t, _i such that the intensity (l (t)) goes from a non-zero value to a zero value between t, _i and t ,.
- the present invention also relates to a method further comprising a step of determining a state of charge (SOC (t,)) of the battery (3), as a function of the electromotive force at equilibrium (FenrieqCt,) ), said state of charge being estimated at the temperature (T (t,)).
- SOC state of charge
- FenrieqCt electromotive force at equilibrium
- the present invention also relates to a method such that, when the intensity (l (t j )) is non-zero, the state of charge (SOC (t j )) is evaluated by integration of the current, from the state of charge (SOC (t,)) estimated at the last relaxation period observed.
- the present invention also relates to a device for managing an electrochemical energy source for electric traction, comprising means for implementing a method as described above.
- the present invention finally relates to a vehicle equipped with such a device.
- said vehicle is a hybrid vehicle, that is to say that it comprises a source of electrical energy as well as a source of energy of a different nature, for example a hydrocarbon fuel.
- FIG. 1 a schematic representation of a device comprising means for implementing a method according to a form of the invention.
- Figure 2 evolution curves of the no-load voltage at the terminals of a battery, according to a logarithmic time scale.
- 3 curves representing a difference in electromotive forces as a function of the slopes of the curves represented in FIG.
- FIG. 1 represents a device comprising means for implementing a method according to a form of the invention.
- the device 1 comprises in particular a battery management system 2, or BMS (Battery Management System).
- BMS Battery Management System
- the BMS 2 is connected in particular to means 4 for measuring the temperature of the battery 3, to means 5 for measuring current flowing through the battery 3 and means 6 for measuring a voltage across the battery 3.
- Such measuring means 4, 5 and 6 are present in systems known from the state of the art.
- the BMS 2 includes a module 7 which gives a time base. At a time t j , the BMS 2 stores a family of values [l (t j ), U (t j ), T (t j )] respectively representing the intensity crossing the battery 3, the voltage at the terminals of the battery 3 and the temperature of the battery 3 at time t j .
- the BMS 2 comprises a module 8, connected to a memory 9 of data.
- the memory 9 stores the family of values [l (t j ), U (t j ), T (t j )] for a certain number of consecutive instants t j .
- the module 8 can calculate the state of charge of the battery 3 by integrating the current, for example according to the following formula (I):
- SOC (t j ) state of charge at time t j
- Jldch dt quantity of electricity discharged by the battery between t 0 and t
- the data memory 9 stores curves expressing the electromotive force at the equilibrium of batteries similar to the battery 3, as a function of the revolution over time of the electromotive force (or Fem) of said battery during the relaxation period. According to a form of the invention, distinct curves are established depending on whether the relaxation period follows a charging or discharging. A curve corresponds to a specific temperature of the battery 3.
- the means 6 measures the voltage across the battery 3 at two successive times t i and t 2 , such that ti ⁇ t, and that the intensity through the battery 3 remains zero between ti and t 2 .
- the voltage U at its terminals is equal to its electromotive force.
- the module 8 can calculate the slope p (t 1 , t 2 ) of a curve of evolution of the electromotive force of the battery 3 into function of a logarithmic time scale, according to the following formula (II):
- the beginning of the relaxation period should be considered as initial moment.
- t 2 depends in particular on the duration of the relaxation periods on the type of battery 3 considered.
- the relaxation period must indeed be equal to or greater than the duration between t, and t 2 .
- with ti 1 s.
- the appropriate curve also depends on the sign of the intensity l (t, _i), t, _i being the instant preceding t, at which a non-zero value of I has been measured. More precisely, the appropriate curve is different depending on whether the relaxation period follows a charging pulse or a discharge pulse.
- the module 8 determines Fem eq (t ⁇ ) as a function of p (t i, t 2 ) and U (t i).
- the values SOC (t,) and / or FenrieqCt can be communicated by the BMS 2 to a supervisor 10 of the battery 3. At any time, either of these values may be accessible to a user via a diagnostic socket 11.
- the curves evolve towards a value representing the electromotive force at equilibrium Fem eq . This value is different according to the curve, that is to say according to the level of polarization of the terminals of the battery 3.
- the curves are established at intervals of 10 ° C. a range [-30 ° C .; 50 0 C].
- T (t,) measured, such that T (t,) is situated between two reference temperatures
- FenrieqCt FenrieqCt
- these curves can for example be established at intervals of 10 ° C. over a range [-30 ° C. 50 0 C].
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé d'estimation de la force électromotrice à l'équilibre (Femeq) d'une batterie, basé sur des données relatives à l'évolution dans le temps de la tension à vide aux bornes d'une telle batterie en cours de relaxation. Ces données peuvent être obtenues par des essais préliminaires sur une telle batterie, dans différentes conditions de température. La présente invention a également pour objet un procédé d'estimation de l'état de charge (SOC) d'une batterie, en fonction de la force électromotrice à l'équilibre. Cette estimation de l'état de charge est basée sur des données relatives à la correspondance d'un état de charge défini et d'une force électromotrice à l'équilibre définie, pour une température donnée. Ces données peuvent être obtenues par des essais préliminaires sur une telle batterie, dans différentes conditions de température.
Description
Procédé pour déterminer l'état de charge d'une source électrochimique pour la traction électrique de véhicules
La présente invention se rapporte à un procédé pour évaluer la force électromotrice à l'équilibre d'une source électrochimique d'énergie, plus particulièrement d'une batterie. Une telle source électrochimique d'énergie est par exemple destinée à la traction électrique. Cette invention concerne notamment le domaine de l'automobile.
La présente invention concerne plus précisément le domaine des véhicules comportant un moyen de traction électrique. Il peut s'agir de véhicules électriques ou encore de véhicules hybrides, c'est-à-dire de véhicules faisant appel à plusieurs sources d'énergie distinctes pour se déplacer.
La présente invention peut concerner tous les types de stockage électrochimique d'énergie. La source d'énergie peut notamment être une batterie d'accumulateurs, par exemple de type Lithium-ion, Ni-MH ou Ni-Zn.
Le contexte énergétique actuel a favorisé l'essor industriel des véhicules électriques et hybrides. La source électrochimique d'énergie, comme la batterie ou le supercondensateur, représente un élément coûteux de ce type de véhicule.
L'état de charge est un paramètre essentiel dans la gestion électronique d'une batterie. L'état de charge, ou SOC pour State of Charge, représente le rapport de la quantité d'énergie contenue dans la batterie et de la quantité d'énergie dans une telle batterie pleinement chargée. Il est généralement exprimé en pourcentages. Par exemple, pour une batterie pleinement chargée, SOC = 100%. Pour une batterie totalement déchargée, SOC = 0%. Plus l'état de charge est estimé précisément, plus la batterie est exploitée au mieux de ses performances tout en maximisant sa durée de vie. Il existe différentes méthodes de détermination de l'état de charge d'une batterie en cours de fonctionnement. Une méthode connue consiste à effectuer, en fonction du temps, l'intégration de l'intensité du courant traversant la batterie. Il peut s'agir d'un courant de charge ou d'un courant de décharge.
La fiabilité d'une telle méthode est cependant décroissante en fonction du temps, en raison notamment des imprécisions de mesure du courant. On
constate donc une dérive au cours du temps entre l'état de charge estimé et sa valeur réelle.
Dans la plupart des technologies de batterie, les périodes de charge et/ou de décharge de la batterie sont séparées par des périodes de relaxation, au cours desquelles la batterie n'est pas traversée par un courant.
Au bout d'un certain temps de relaxation, la batterie atteint un état d'équilibre. Il est alors possible de mesurer la tension à vide de la batterie, qui correspond à sa force électromotrice à l'équilibre. Or, chaque force électromotrice à l'équilibre correspond à un état de charge précis, pour chaque type de batterie.
La mesure de la force électromotrice à l'équilibre, durant les périodes de relaxation, permet de recaler régulièrement l'estimation de l'état de charge par intégration du courant en fonction du temps.
Lorsque la batterie est traversée par un courant, ses électrodes subissent une polarisation. Selon le type de batterie, un temps de relaxation de plusieurs minutes à plusieurs heures est nécessaire pour atteindre l'état d'équilibre.
Le temps de relaxation nécessaire pour atteindre l'état d'équilibre dépend du degré de polarisation des électrodes. Ce degré de polarisation dépend lui-même notamment de l'intensité du courant ayant précédemment traversé la batterie, ainsi que de la durée d'application de ce courant. Toute détermination de la force électromotrice hors équilibre affecte la précision de l'estimation de l'état de charge.
De plus, notamment dans le cas des véhicules hybrides, les périodes de relaxation de la batterie peuvent être trop courtes pour atteindre l'état d'équilibre. Il n'est donc pas possible de recaler l'estimation de l'état de charge lors des périodes de relaxation.
La présente invention a pour objet de résoudre ces problèmes, au moyen d'un procédé d'estimation de la force électromotrice à l'équilibre d'une batterie, sans que ladite batterie n'ait atteint un état d'équilibre. Cette estimation s'effectue notamment à partir de mesures de la tension aux bornes de la batterie, lors de périodes de relaxation.
Une telle estimation de la force électromotrice à l'équilibre permet une estimation fiable de l'état de charge de la batterie lors des périodes de
relaxation, même si lesdites périodes sont trop courtes pour que la batterie atteigne un état d'équilibre.
La présente invention a donc pour objet un procédé d'estimation de la force électromotrice à l'équilibre d'une batterie, basé sur des données relatives à l'évolution dans le temps de la tension à vide aux bornes d'une telle batterie en cours de relaxation. Ces données peuvent être obtenues par des essais préliminaires sur une telle batterie, dans différentes conditions de température.
La présente invention a également pour objet un procédé d'estimation de l'état de charge d'une batterie, en fonction de la force électromotrice à l'équilibre. Cette estimation de l'état de charge est basée sur des données relatives à la correspondance d'un état de charge défini et d'une force électromotrice à l'équilibre définie, pour une température donnée. Ces données peuvent être obtenues par des essais préliminaires sur une telle batterie, dans différentes conditions de température.
Un tel procédé est facile à appliquer à la plupart des véhicules possédant une batterie comme source d'énergie électrique. Ce procédé est particulièrement avantageux dans le cas des véhicules hybrides, puisqu'il permet de résoudre des problèmes empêchant l'application de procédés connus d'estimation de l'état de charge.
La présente invention se rapporte donc à un procédé d'évaluation de la force électromotrice à l'équilibre d'une batterie pour la traction électrique, comportant les étapes suivantes :
- mesure de l'intensité (l(tj)) d'un courant traversant la batterie (3), à plusieurs instants (tj) successifs ;
- si l'intensité (l(t,)) mesurée à un instant t, est nulle, mesure de la tension (U(ti)) à vide aux bornes de la batterie (3) à un instant ti tel que ti≥t, ;
- mesure de la tension (U(t2)) à vide aux bornes de la batterie (3), à un instant t2 tel que l'intensité (l(t)) est nulle entre ti et t2 ;
- mesure de la température (T(t,)) de la batterie (3) ;
- calcul d'une valeur p(ti,t2) en fonction de (U(ti)), (U(t2)), ti et t2 ;
- détermination d'une force électromotrice à l'équilibre (FenrieqCt,)) de la batterie (3) pour une période de relaxation, en fonction de p(ti,t2) et de U(tj) avec ti<tj<t2,
ladite force électromotrice à l'équilibre étant estimée à la température (T(t)).
Selon une forme préférentielle de l'invention, la force électromotrice à l'équilibre (FenrieqCt,)) est estimée en tenant compte du signe de l'intensité (l(t,. 1)), mesurée à un instant t,_i tel que l'intensité (l(t)) passe d'une valeur non nulle à une valeur nulle entre t,_i et t,.
La présente invention se rapporte également à un procédé comportant en outre une étape de détermination d'un état de charge (SOC(t,)) de la batterie (3), en fonction de la force électromotrice à l'équilibre (FenrieqCt,)), ledit état de charge étant estimé à la température (T(t,)).
La présente invention se rapporte également à un procédé tel que, lorsque l'intensité (l(tj)) est non nulle, l'état de charge (SOC(tj)) est évalué par intégration du courant, à partir de l'état de charge (SOC(t,)) estimé à la dernière période de relaxation observée. La présente invention se rapporte également à un dispositif de gestion d'une source électrochimique d'énergie pour la traction électrique, comportant des moyens de mise en œuvre d'un procédé tel que décrit ci- dessus.
La présente invention se rapporte enfin à un véhicule équipé d'un tel dispositif. Selon une forme préférentielle de l'invention, ledit véhicule est un véhicule hybride, c'est-à-dire qu'il comporte une source d'énergie électrique ainsi qu'une source d'énergie d'une nature différente, par exemple un combustible à base d'hydrocarbures.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ceux-ci sont donnés à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
Figure 1 : une représentation schématique d'un dispositif comportant des moyens de mise en œuvre d'un procédé selon une forme de l'invention. - Figure 2 : courbes d'évolution de la tension à vide aux bornes d'une batterie, en fonction d'une échelle logarithmique de temps. Figure 3 : courbes représentant une différence de forces électromotrices en fonction des pentes des courbes représentées à la figure 2.
La figure 1 représente un dispositif comportant des moyens de mise en œuvre d'un procédé selon une forme de l'invention. Le dispositif 1 comporte notamment un système 2 de gestion de batterie, ou BMS (Battery Management System). Le BMS 2 est relié à une batterie 3. Par l'intermédiaire d'une interface 12, le BMS 2 est notamment relié à des moyens 4 de mesure de la température de la batterie 3, à des moyens 5 de mesure de courant transitant dans la batterie 3 et à des moyens 6 de mesure d'une tension aux bornes de la batterie 3. De tels moyens 4, 5 et 6 de mesure sont présents dans des systèmes connus de l'état de la technique. Le BMS 2 comporte un module 7 qui donne une base de temps. A un instant tj, le BMS 2 mémorise une famille de valeurs [l(tj), U(tj), T(tj)] représentant respectivement l'intensité traversant la batterie 3, la tension aux bornes de la batterie 3 et la température de la batterie 3 à l'instant tj.
Le BMS 2 comprend un module 8, relié à une mémoire 9 de données. La mémoire 9 mémorise la famille de valeurs [l(tj), U(tj), T(tj)] pour un certain nombre d'instants tj consécutifs. Aussi longtemps que l'intensité l(tj) est non nulle, le module 8 peut calculer l'état de charge de la batterie 3 par intégration du courant, par exemple selon la formule (I) suivante :
(I) : SOC(tj) = SOC0 - [(Jldch/C dt) * 100)] + [(JpWC dt) * 100)]
telle que :
SOC(tj) = état de charge à l'instant tj SOCo = état de charge à un instant initial t0 - C = quantité d'électricité dans la batterie pleinement chargée
Jldch dt = quantité d'électricité déchargée par la batterie entre t0 et t, Jplch dt = quantité d'électricité chargée par la batterie entre t0 et tj p = rendement faradique de charge
La mémoire 9 de données mémorise des courbes exprimant la force électromotrice à l'équilibre de batteries similaires à la batterie 3, en fonction de révolution au cours du temps de la force électromotrice (ou Fem) de ladite batterie en période de relaxation. Selon une forme de l'invention, des courbes distinctes sont établies selon que la période de relaxation suit un
puise de charge ou de décharge. Une courbe correspond à une température spécifique de la batterie 3.
Ces courbes sont notamment obtenues par mesures lors d'essais sur banc de batteries similaires à la batterie 3. Une méthode d'établissement de telles courbes sera détaillée ci-après.
Lorsqu'à un instant t,, la batterie 3 se trouve en état de relaxation, le moyen 5 mesure l(t,) = 0. Le moyen 6 mesure alors la tension aux bornes de la batterie 3 à deux instants successifs ti et t2, tels que ti≥t, et que l'intensité traversant la batterie 3 reste nulle entre ti et t2. Lorsque la batterie 3 est en état de relaxation, la tension U à ses bornes est égale à sa force électromotrice. A partir des valeurs U(ti), U(t2), ti et t2, le module 8 peut calculer la pente p(ti, t2) d'une courbe d'évolution de la force électromotrice de la batterie 3 en fonction d'une échelle logarithmique de temps, selon la formule (II) suivante :
(II) : p(ti, t2) = [U(t2) - U(ti)]/(log t2 - log ti)
Pour appliquer la formule (II), il convient de considérer comme instant initial le début de la période de relaxation. On peut notamment considérer t, comme instant initial, avec par exemple ti = t, + 1 seconde et t2 = t, + 5 secondes.
Si t, est considéré comme l'instant initial pour la formule (II), il est avantageux de choisir ti différent de t,, afin de ne pas avoir log ti = log 0. Plus précisément, il est avantageux de choisir ti > t, + 1 s (si l'unité de temps choisie est la seconde) pour avoir log ti > 0.
Le choix de t2 dépend notamment de la durée des périodes de relaxation sur le type de batterie 3 considéré. La période de relaxation doit en effet être égale ou supérieure à la durée entre t, et t2.
La mémoire 9 mémorise des courbes ΔV = f(p), telles que ΔV correspond à la valeur absolue de la différence entre la force électromotrice à l'équilibre (Femeq) d'une batterie similaire à la batterie 3 et sa Fem, ou tension à vide, à un moment donné en début de relaxation. La variable p représente la pente d'une courbe décrite ci-dessus, telle que calculée selon la formule (II).
On a par exemple établi les courbes ΔV = | Femeq - U(ti) | avec ti = 1 s. Chaque courbe ΔV = f(p) correspond à une température T particulière de la batterie 3. Préférentiellement, des courbes distinctes sont établies selon que la période de relaxation suit un puise de charge ou de décharge. Ayant calculé la valeur p à partir des valeurs U(ti), U(t2), ti et t2, le module 8 se réfère à la courbe ΔV = f(p) appropriée selon la température T(t,) mesurée par le moyen 4. Préférentiellement, la courbe appropriée dépend également du signe de l'intensité l(t,_i), t,_i étant l'instant précédant t, auquel une valeur non nulle de I a été mesurée. Plus précisément, la courbe appropriée est différente selon que la période de relaxation suit un puise de charge ou un puise de décharge.
Ayant déterminé la courbe appropriée, le module 8 détermine Femeq(tι) en fonction de p(ti, t2) et de U(ti).
Le module 8 peut alors déterminer l'état de charge SOC(t,) en fonction de FenrieqCt,) et de T(t,), en fonction de courbes Femeq = f(SOC) établies à différentes températures T. Ces courbes sont notamment obtenues par mesures lors d'essais sur banc de batteries similaires à la batterie 3, comme détaillé ci-après.
Par l'intermédiaire d'une interface 13, les valeurs SOC(t,) et/ou FenrieqCt,) peuvent être communiquées par le BMS 2 à un superviseur 10 de la batterie 3. A tout moment, l'une ou l'autre de ces valeurs peut être accessible à un utilisateur par l'intermédiaire d'une prise diagnostic 11.
A un instant tk, le moyen 5 mesure une intensité l(tk) non nulle, c'est-à- dire que la période de relaxation a pris fin. Le module 8 peut alors mesurer les nouveaux états de charge successifs par intégration du courant, par exemple selon la formule (I) ci-dessus. Le module 8 considère alors SOCo = SOC(t,) dans la formule (I). La méthode de détermination de l'état de charge en période de relaxation permet donc de recaler le calcul de l'état de charge hors période de relaxation. La figure 2 représente des courbes d'évolution de la tension à vide aux bornes d'une batterie 3, en fonction d'une échelle logarithmique de temps, soient des courbes Fem = f(log t). Les mesures suivent l'application de puises de décharge de différentes durées. Plus le puise est long, plus la polarisation est importante aux bornes de la batterie 3. Ces courbes ont été
établies à une même température T de la batterie 3, lors d'essais sur banc. Lors de ces essais, on adopte par exemple un état de charge initial de 50%.
Durant les premières secondes de relaxation, on constate que révolution de la tension à vide est quasiment linéaire sur une échelle logarithmique de temps. Plus la polarisation est importante, plus la pente p de la courbe est élevée.
Les courbes évoluent vers une valeur représentant la force électromotrice à l'équilibre Femeq. Cette valeur est différente en fonction de la courbe, c'est-à-dire en fonction du niveau de polarisation des bornes de la batterie 3.
Ces courbes permettent d'établir une courbe ΔV = f(p), telle que ΔV = I Fenrieq - Fem(ti) | avec par exemple ti = 1 s. Une telle courbe, qui correspond à une température T donnée, est représentée à la figure 3. On constate que cette courbe est quasiment linéaire. Une autre courbe ΔV = f(p), correspondant à la relaxation après un puise de charge à une température T donnée, peut être établie dans des conditions similaires. Une telle courbe est également représentée à la figure 3. On constate que cette courbe est quasiment linéaire. On constate en outre que la courbe ΔV = f(p) pour un puise de charge est distincte de la courbe ΔV = f(p) pour un puise de décharge.
La mémorisation de ces courbes dans la mémoire 9 de données permet la détermination de FenrieqCt,) en période de relaxation de la batterie 3, comme décrit précédemment.
Préférentiellement, les courbes ΔV = f(p) sont établies pour plusieurs températures T, réparties dans une plage de températures dans laquelle est supposée évoluer la température de la batterie 3. Par exemple, les courbes sont établies à des intervalles de 10 0C sur une plage [-30 0C ; 50 0C]. Pour chaque température T(t,) mesurée, telle que T(t,) est située entre deux températures de référence, on peut par exemple estimer FenrieqCt,) en effectuant une moyenne pondérée des résultats donnés par deux courbes ΔV = f(p).
Afin d'estimer l'état de charge SOC(t,) par rapport à Femeq(tι), il convient d'établir des courbes Fem = f(SOC) à une température T donnée. On peut procéder de la manière suivante : On place la batterie 3 dans une enceinte régulée à la température T, à un état de charge initial de 100%. On note sa
Fem à l'équilibre. On lui applique alors un puise de décharge pour l'amener à un SOC de 90%. On note sa Fem lorsque l'équilibre est atteint. On procède ainsi par paliers jusqu'à atteindre un état de charge de 0%.
Comme pour la Fem à l'équilibre, on peut par exemple établir ces courbes à des intervalles de 10 0C sur une plage [-30 0C ; 50 0C].
Dans le cas de certaines technologies de batterie, les courbes Fem = f(SOC) sont légèrement différentes selon qu'on applique des puises de charge à partir d'une batterie déchargée ou des puises de décharge à partir d'une batterie chargée. Il est possible de mémoriser ces deux types de courbe dans la mémoire 9 et d'utiliser l'une ou l'autre de ces courbes selon le signe de l(t,.i).
Claims
1.- Procédé d'évaluation de la force électromotrice à l'équilibre d'une batterie (3) pour la traction électrique, comportant les étapes suivantes : - mesure de l'intensité (l(tj)) d'un courant traversant la batterie (3), à plusieurs instants (tj) successifs ;
- si l'intensité (l(t,)) mesurée à un instant t, est nulle, mesure de la tension (U(ti)) à vide aux bornes de la batterie (3) à un instant ti tel que ti≥t, ; - mesure de la tension (U(t2)) à vide aux bornes de la batterie (3), à un instant t2 tel que l'intensité (l(t)) est nulle entre ti et t2 ;
- mesure de la température (T(t,)) de la batterie (3) ;
- calcul d'une valeur p(ti,t2) en fonction de (U(ti)), (U(t2)), ti et t2 ;
- détermination d'une force électromotrice à l'équilibre (FenrieqCt,)) de la batterie (3) pour une période de relaxation, en fonction de p(ti,t2) et de
U(tj) avec ti<tj≤t2, ladite force électromotrice à l'équilibre étant estimée à la température
(T(t)).
2.- Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la force électromotrice à l'équilibre (FenrieqCt,)) est estimée en tenant compte du signe de l'intensité (l(t,-i)), mesurée à un instant t,_i tel que l'intensité (l(t)) passe d'une valeur non nulle à une valeur nulle entre t,_i et t,.
3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur p(ti, t2) se calcule selon la formule (II) suivante :
(II) : p(ti, t2) = [U(t2) - U(ti)]/(log t2 - log ti) telle que t, est considéré comme l'instant initial et que ti > t,
4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de détermination d'un état de charge (SOC(t,)) de la batterie (3), en fonction de la force électromotrice à l'équilibre (FenrieqCt,)), ledit état de charge étant estimé à la température (T(t,)).
5. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque l'intensité (l(tj)) est non nulle, l'état de charge (SOC(tj)) est évalué par intégration du courant, à partir de l'état de charge (SOC(t,)) estimé à la dernière période de relaxation observée.
6.- Dispositif de gestion d'une source électrochimique d'énergie pour la traction électrique, comportant des moyens de mise en œuvre d'un procédé selon l'une des revendications précédentes.
7.- Véhicule équipé d'un dispositif selon la revendication 6.
8.- Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un véhicule hybride.
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