FR2748115A1 - Car battery charge measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la détermination de l'état de charge d'un accumulateur électrique au plomb embarqué à bord d'un véhicule. The present invention relates to the determination of the state of charge of an electric lead accumulator on board a vehicle.
La réalisation d'un dispositif permettant de connaître l'état de charge d'un accumulateur électrique embarqué doit satisfaire aux conditions suivantes. The realization of a device making it possible to know the state of charge of an on-board electric accumulator must satisfy the following conditions.
Tout d'abord. ce dispositif doit être d'un coût de fabrication, d'un poids et d'un encombrement compatibles avec son montage en série sur le véhicule. First of all. this device must have a manufacturing cost, a weight and a size compatible with its series mounting on the vehicle.
Ensuite, ce dispositif doit être capable de déterminer l'état de charge malgré l'amplitude importante des courants qu'est susceptible de débiter l'accumulateur et des fortes variations de température rencontrées sous le capot du compartiment moteur du véhicule. où est placé l'accumulateur. Then, this device must be capable of determining the state of charge despite the large amplitude of the currents which the accumulator is liable to discharge and the large temperature variations encountered under the hood of the vehicle engine compartment. where the battery is placed.
A titre indicatif. l'accumulateur peut débiter lorsque le véhicule n'est pas utilisé un courant de l'ordre de quelques dizaines de milliampères seulement et, lors du démarrage du véhicule. de l'ordre de plusieurs centaines d'ampères. For information. the accumulator can debit when the vehicle is not used a current of the order of a few tens of milliamps only and, when starting the vehicle. on the order of several hundred amps.
La température de l'accumulateur sous le capot du compartiment moteur peut typiquement varier entre -300C et +105 0C. The temperature of the accumulator under the hood of the engine compartment can typically vary between -300C and +105 0C.
Enfin, le dispositif lui-même doit pouvoir être placé le cas échéant dans le compartiment moteur et doit être particulièrement robuste et fiable pour résister aux conditions d'utilisation propres au milieu automobile (vibrations. variations de température, ...). Finally, the device itself must be able to be placed if necessary in the engine compartment and must be particularly robust and reliable to withstand the conditions of use specific to the automotive environment (vibrations, temperature variations, etc.).
A la connaissance de la société déposante, il n'existe aucun dispositif connu capable d'indiquer sur une longue période et avec une précision satisfaisante l'état de charge d'un accumulateur au plomb embarqué à bord d'un véhicule automobile. To the knowledge of the applicant company, there is no known device capable of indicating over a long period and with satisfactory precision the state of charge of a lead accumulator on board a motor vehicle.
Or. il existe un besoin croissant pour connaître précisément l'état de charge de l'accumulateur. notamment afin d'optimiser les périodes de charge de celui-ci et de manière plus générale, gérer de façon optimale les flux d'énergie électrique du véhicule. However, there is a growing need to know precisely the state of charge of the accumulator. in particular in order to optimize the charging periods thereof and more generally, optimally manage the electric energy flows of the vehicle.
L'invention a ainsi tout d'abord pour objet un procédé pour déterminer l'état de la charge d'un accumulateur au plomb embarqué, permettant de connaître sur une longue période et avec une précision suffisante l'état de charge de l'accumulateur tout en satisfaisant aux différents impératifs précités, spécifiques au domaine automobile. The invention therefore firstly relates to a method for determining the state of charge of an on-board lead accumulator, making it possible to know over a long period and with sufficient precision the state of charge of the accumulator while meeting the various aforementioned requirements, specific to the automotive field.
Ce procédé comprend de façon caractéristique les étapes consistant à
-mesurer. au cours de chaque période d'utilisation du véhicule. la quantité d'électricité débitée par l'accumulateur ou restituée à ce dernier.This process typically includes the steps of
-measure. during each period of use of the vehicle. the amount of electricity delivered by the accumulator or returned to it.
-calculer l'état de charge au cours de ladite période d'utilisation en fonction de ladite quantité d'électricité et de l'état de charge de l'accumulateur au début de ladite période d'utilisation. -calculate the state of charge during said period of use as a function of said quantity of electricity and of the state of charge of the accumulator at the start of said period of use.
-déterminer après ladite période d'utilisation et si l'accumulateur est à l'état relaxé, son état de charge à partir d'une mesure de la tension à ses bornes. -determine after said period of use and if the accumulator is in the relaxed state, its state of charge from a measurement of the voltage at its terminals.
-utiliser dans ce dernier cas la valeur de l'état de charge déterminée par la mesure de la tension aux bornes de l'accumulateur à l'état relaxé comme valeur de l'état de charge au début de la période d'utilisation suivante du véhicule. -use in the latter case the state of charge value determined by measuring the voltage across the accumulator in the relaxed state as the state of charge value at the start of the next period of use of the vehicle.
Ainsi. on peut grâce à l'invention connaître avec précision sur une longue période l'état de charge de l'accumulateur, ce qui ne serait pas possible par un simple comptage de l'énergie débitée par l'accumulateur ou restituée à ce dernier compte-tenu du phénomène d'autodécharge de l'accumulateur notamment et du cumul des imprécisions de mesure. So. thanks to the invention, it is possible to know with precision over a long period the state of charge of the accumulator, which would not be possible by a simple counting of the energy delivered by the accumulator or restored to this latter account. given the phenomenon of self-discharge of the accumulator in particular and the accumulation of measurement inaccuracies.
Avantageusement, la durée à partir de laquelle on considère que l'accumulateur est à l'état relaxé est déterminée en comparant la vitesse de variation dans le temps de la tension aux bornes de ce dernier à une valeur prédéterminée. Advantageously, the duration from which it is considered that the accumulator is in the relaxed state is determined by comparing the speed of variation over time of the voltage across the latter to a predetermined value.
Cette valeur prédéterminée peut avantageusement être choisie en fonction de la température de l'accumulateur. This predetermined value can advantageously be chosen as a function of the temperature of the accumulator.
Avantageusement, on détermine la première fois l'état de charge de l'accumulateur lorsqu'il est à l'état relaxé à l'aide de paramètres de calcul prédéterminés et par le fait que l'on remplace dans la suite ces paramètres prédéterminés par des paramètres calculés à partir de mesures de la tension aux bornes de l'accumulateur à l'état relaxé pour différentes valeurs de l'état de charge. Advantageously, the state of charge of the accumulator is determined for the first time when it is in the relaxed state using predetermined calculation parameters and by the fact that these predetermined parameters are subsequently replaced by parameters calculated from measurements of the voltage at the terminals of the accumulator in the relaxed state for different values of the state of charge.
Avantageusement. on effectue une courte décharge de l'accumulateur à la fin de chaque période d'utilisation du véhicule se terminant par une charge de l'accumulateur. Advantageously. a short discharge of the accumulator is carried out at the end of each period of use of the vehicle ending with a charge of the accumulator.
Avantageusement, on détermine l'ordre de grandeur du courant débité par l'accumulateur à l'état relaxé et l'on détermine ledit état de charge initial en fonction également de cet ordre de grandeur. Advantageously, the order of magnitude of the current supplied by the accumulator in the relaxed state is determined and said initial state of charge is also determined as a function of this order of magnitude.
Avantageusement, la quantité d'électricité consommée ou restituée est déterminée par l'intégration d'une tension mesurée aux bornes d'une portion calibrée de la tresse de connexion de l'accumulateur à la masse électrique du véhicule. Advantageously, the quantity of electricity consumed or restored is determined by the integration of a voltage measured across a calibrated portion of the braid for connecting the accumulator to the electrical ground of the vehicle.
L'invention a encore pour objet un dispositif pour déterminer l'état de charge d'un accumulateur au plomb embarqué sur un véhicule, caractérisé par le fait qu'il comporte
-un compteur électrique apte à déterminer la quantité d'électricité débitée par l'accumulateur ou restituée à ce dernier,
-un voltmètre apte à mesurer la tension aux bornes de 1 'accumulateur,
-un moyen de détection apte à déterminer l'état relaxé de l'accumulateur,
-un premier moyen de calcul pour déterminer. lorsque l'accumulateur est à l'état relaxé, son état de charge à partir de la tension mesurée par ledit voltmètre, cette valeur ainsi calculée de l'état de charge étant utilisée en tant que valeur d'état de charge initial pour la période d'utilisation suivante du véhicule, et
-un deuxième moyen de calcul apte à déterminer l'état de charge de l'accumulateur à un instant donné au cours de ladite période d'utilisation du véhicule, à partir dudit état de charge initial et de la quantité d'électricité mesurée par ledit compteur jusqu'audit instant.The invention also relates to a device for determining the state of charge of a lead accumulator on board a vehicle, characterized in that it comprises
an electric meter capable of determining the quantity of electricity delivered by the accumulator or returned to the latter,
a voltmeter capable of measuring the voltage across the terminals of the accumulator,
a detection means capable of determining the relaxed state of the accumulator,
-a first means of calculation to determine. when the accumulator is in the relaxed state, its state of charge from the voltage measured by said voltmeter, this value thus calculated from the state of charge being used as the initial state of charge value for the period next use of the vehicle, and
a second calculation means capable of determining the state of charge of the accumulator at a given instant during said period of use of the vehicle, from said initial state of charge and from the quantity of electricity measured by said counter until instantaneous.
Avantageusement, ledit compteur électrique, lesdits premier et deuxième moyens de calcul ainsi que lesdits moyens de détection sont constitués par une unité centrale convenablement programmée. Advantageously, said electric meter, said first and second calculation means as well as said detection means are constituted by a suitably programmed central unit.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, non limitative de l'invention. et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 est un chronogramme illustrant la succession de périodes d'utilisation et d'arrêt du véhicule,
- la figure 2 représente de façon schématique un dispositif conforme à un exemple de réalisation de l'invention. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge on reading the detailed description which follows, which does not limit the invention. and examining the attached drawing in which:
FIG. 1 is a timing diagram illustrating the succession of periods of use and of stopping of the vehicle,
- Figure 2 shows schematically a device according to an exemplary embodiment of the invention.
- la figure 3 illustre l'évolution de la tension de l'accumulateur à l'état relaxé en fonction de la capacité déchargée. - Figure 3 illustrates the change in the voltage of the accumulator in the relaxed state as a function of the discharged capacity.
- la figure 4 montre l'évolution dans le temps de la tension de l'accumulateur sortant d'une décharge. - Figure 4 shows the evolution over time of the voltage of the battery leaving a discharge.
- la figure 5 montre l'évolution dans le temps de la tension de l'accumulateur sortant d'une charge avec ou sans consommateurs permanents. et
- la figure 6 illustre l'évolution dans le temps de la tension de l'accumulateur sortant d'une charge, avec ou sans courte décharge pour accélérer la dépolarisation de l'accumulateur.- Figure 5 shows the evolution over time of the voltage of the battery leaving a charge with or without permanent consumers. and
- Figure 6 illustrates the evolution over time of the voltage of the battery leaving a charge, with or without short discharge to accelerate the depolarization of the battery.
On a représenté sur la figure 1 un chronogramme illustrant l'alternance de périodes d'utilisation TU d'un véhicule équipé d'un dispositif selon l'invention et de périodes d'arrêt TA du véhicule. FIG. 1 shows a timing diagram illustrating the alternation of periods of use TU of a vehicle equipped with a device according to the invention and periods of stop TA of the vehicle.
On considère dans l'exemple particulier décrit que le véhicule est à l'arrêt lorsque le contact est coupé et qu'il est utilisé lorsque le contact est mis. It is considered in the particular example described that the vehicle is stopped when the ignition is off and that it is used when the ignition is on.
Lorsque le véhicule est à l'arrêt. le courant débité par l'accumulateur (encore appelé batterie) est nul ou faible, typiquement de l'ordre de quelques dizaines de milliampères. selon le nombre et la nature des organes électriques branchés en permanence sur l'accumulateur, tels qu'une alarme ou un auto-radio à l'état de veille, une horloge, etc... et qui seront englobés sous la désignation "consommateurs permanents". When the vehicle is stationary. the current delivered by the accumulator (also called battery) is zero or weak, typically of the order of a few tens of milliamps. according to the number and nature of the electrical components permanently connected to the accumulator, such as an alarm or a radio in the standby state, a clock, etc., which will be included under the designation "consumers permanent ".
On mesure, lors de chaque période d'utilisation Tu la quantité d'électricité débitée par l'accumulateur ou restituée à ce dernier et l'on calcule à partir d'un état de charge initial de l'accumulateur au début de la période d'utilisation considérée, l'état de charge au cours de cette période d'utilisation en fonction de ladite quantité d'électricité. During each period of use Tu, the quantity of electricity delivered by the accumulator or restored to the latter is measured and it is calculated from an initial state of charge of the accumulator at the start of the period d 'use considered, the state of charge during this period of use as a function of said quantity of electricity.
On a illustré de façon schématique sur la figure 2 un dispositif selon l'invention, permettant de déterminer l'état de charge de l'accumulateur, représenté de façon schématique sur cette figure et portant la référence 1. A device according to the invention is shown diagrammatically in FIG. 2, making it possible to determine the state of charge of the accumulator, represented diagrammatically in this figure and bearing the reference 1.
Le dispositif selon l'invention, portant dans son ensemble la référence 2, comporte un circuit électrique 3 pour délivrer un signal représentatif du courant débité par la batterie ou restitué à cette dernière, un voltmètre 4 pour mesurer la tension aux bornes de l'accumulateur 1, et une unité centrale 5 pour calculer, en fonction des informations délivrées par le circuit électrique 3 et le voltmètre 4, la quantité d'électricité débitée par l'accumulateur ou restituée à ce dernier et l'état de charge de l'accumulateur 1 à un instant donné, et délivrer en sortie une information représentative de cet état de charge à un organe externe 6 tel qu'un système de gestion de l'énergie électrique du véhicule et/ou un afficheur. The device according to the invention, generally referred to as 2, comprises an electrical circuit 3 for delivering a signal representative of the current supplied by the battery or restored to the latter, a voltmeter 4 for measuring the voltage across the terminals of the accumulator. 1, and a central unit 5 for calculating, as a function of the information delivered by the electrical circuit 3 and the voltmeter 4, the quantity of electricity delivered by the accumulator or restored to the latter and the state of charge of the accumulator 1 at a given instant, and outputting information representative of this state of charge to an external member 6 such as a system for managing the electrical energy of the vehicle and / or a display.
L'unité centrale 5 comporte des moyens de calculs, une mémoire et des convertisseurs analogique/numérique, connus en eux-mêmes et qui ne seront pas décrits en détail. The central unit 5 comprises calculation means, a memory and analog / digital converters, known in themselves and which will not be described in detail.
Le circuit électrique 3 délivre un signal qui est intégré par l'unité centrale 5 pour déterminer la quantité d'électricité débitée par l'accumulateur 1 ou restituée à ce dernier. Le circuit électrique 3 amplifie la tension U aux bornes d'une résistance de valeur connue avec précision, avantageusement constituée par une portion calibrée de la tresse conductrice utilisée pour connecter la borne négative de l'accumulateur à la masse électrique du véhicule, la résistance R ainsi choisie présentant l'avantage de varier relativement peu dans la gamme de températures de fonctionnement considérée. The electrical circuit 3 delivers a signal which is integrated by the central unit 5 to determine the quantity of electricity delivered by the accumulator 1 or restored to the latter. The electrical circuit 3 amplifies the voltage U at the terminals of a resistance of known value with precision, advantageously constituted by a calibrated portion of the conductive braid used to connect the negative terminal of the accumulator to the electrical ground of the vehicle, the resistance R thus chosen having the advantage of varying relatively little in the operating temperature range considered.
Le fait d'utiliser la tresse de connexion de la batterie à la borne négative du véhicule présente en outre l'avantage de ne pas mettre en oeuvre des connecteurs pour courants forts et, par rapport à une résistance qui serait disposée entre la batterie et la tresse de masse ou solidaire de la batterie, de ne pas augmenter le coût de cette dernière ni imposer une opération de montage supplémentaire lors du remplacement de la batterie. The fact of using the braid for connecting the battery to the negative terminal of the vehicle also has the advantage of not using connectors for high currents and, compared to a resistor which would be placed between the battery and the ground braid or integral with the battery, not to increase the cost of the latter nor to impose an additional assembly operation when replacing the battery.
L'unité centrale 5 comporte une horloge interne permettant d'intégrer le signal délivré par le circuit électrique 3. The central unit 5 includes an internal clock making it possible to integrate the signal delivered by the electrical circuit 3.
On a indiqué par la référence 7 une thermosonde permettant de connaître la température de l'accumulateur. reliée à l'unité centrale 5. Reference 7 indicates a thermoprobe enabling the temperature of the accumulator to be known. connected to the central unit 5.
L'unité centrale peut avantageusement être programmée pour modifier la valeur préprogrammée de la résistance R en fonction de la température. afin d'accroître la précision des mesures. The central unit can advantageously be programmed to modify the preprogrammed value of the resistance R as a function of the temperature. to increase the accuracy of the measurements.
Lors d'une période d'utilisation TU du véhicule, on détermine l'état de charge de l'accumulateur à un instant donné à partir de l'état de charge au début de ladite période d'utilisation
TU et de la quantité d'électricité débitée par l'accumulateur ou restituée à ce dernier. During a period of use TU of the vehicle, the state of charge of the accumulator is determined at a given instant from the state of charge at the start of said period of use.
TU and the amount of electricity delivered by the accumulator or returned to it.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, on considère, de façon approximative. que le rendement de charge de l'accumulateur est de 100%, mais l'on peut. sans sortir du cadre de la présente invention, calculer la quantité d'électricité réellement restituée à l'accumulateur en fonction d'un paramètre de rendement de charge, que l'on peut avantageusement faire dépendre de la température mesurée par la thermosonde. In the embodiment shown in Figure 2, we consider, approximately. that the charge efficiency of the accumulator is 100%, but we can. without departing from the scope of the present invention, calculating the quantity of electricity actually returned to the accumulator as a function of a charging efficiency parameter, which can advantageously be made to depend on the temperature measured by the thermoprobe.
L'unité centrale 5 est programmée pour déterminer l'état de charge initial de l'accumulateur au début de chaque période d'utilisation de la façon suivante. The central processing unit 5 is programmed to determine the initial state of charge of the accumulator at the start of each period of use in the following manner.
Lorsque la période d'arrêt du véhicule précédant la période d'utilisation considérée est suffisamment longue pour que l'accumulateur ait le temps d'atteindre un état relaxé, l'unité centrale 5 calcule l'état de charge initial en fonction de la tension aux bornes de l'accumulateur, en profitant du fait que, d'une manière générale. la tension d'un accumulateur au plomb à l'état relaxé dépend d'une manière quasi-linéaire de la densité d'acide de l'électrolyte qui elle-même dépend d'une manière quasi-linéaire de la capacité déchargée. When the vehicle stopping period preceding the period of use considered is long enough for the accumulator to have time to reach a relaxed state, the central unit 5 calculates the initial state of charge as a function of the voltage across the accumulator, taking advantage of the fact that, in general. the voltage of a lead-acid accumulator in the relaxed state depends in a quasi-linear manner on the acid density of the electrolyte which itself depends in a quasi-linear manner on the discharged capacity.
On profite également de la faible dépendance en fonction de la température de la tension de l'accumulateur à l'état relaxé. We also take advantage of the low dependence as a function of the temperature of the voltage of the accumulator in the relaxed state.
Ainsi, à partir de la connaissance de la tension de l'accumulateur à l'état relaxé, l'unité centrale 5 peut déterminer par calcul l'état de charge correspondant, connaissant l'allure de la variation de la tension de l'accumulateur à l'état relaxé en fonction de la capacité déchargée. Thus, from knowing the voltage of the accumulator in the relaxed state, the central processing unit 5 can calculate the corresponding state of charge by calculation, knowing the rate of variation of the voltage of the accumulator in the relaxed state according to the discharged capacity.
A titre indicatif, on a représenté sur la figure 3 l'évolution de la tension de l'accumulateur à l'état relaxé en fonction de la capacité déchargée pour un accumulateur de capacité 40 Ah à la température de 250C. By way of indication, FIG. 3 shows the evolution of the voltage of the accumulator in the relaxed state as a function of the discharged capacity for an accumulator of 40 Ah capacity at a temperature of 250C.
Au début du fonctionnement du dispositif 2. l'état de charge initial peut être déterminé au moyen d'un tableau de valeurs mémorisées au préalable dans l'unité centrale 5, correspondant à la variation de l'état de charge en fonction de la tension de l'accumulateur à l'état relaxé pour un accumulateur du type de celui qui est sur le véhicule. At the start of operation of the device 2. the initial state of charge can be determined by means of a table of values previously stored in the central unit 5, corresponding to the variation of the state of charge as a function of the voltage from the accumulator in the relaxed state for an accumulator of the type which is on the vehicle.
L'unité centrale 5 est avantageusement programmée de manière à remplacer au cours du temps les paramètres utilisés pour le calcul de l'état de charge à l'état relaxé et correspondant à un accumulateur type, par des paramètres déterminés en fonction de l'accumulateur réellement utilisé. The central unit 5 is advantageously programmed so as to replace, over time, the parameters used for calculating the state of charge in the relaxed state and corresponding to a typical accumulator, by parameters determined as a function of the accumulator. actually used.
Un tel apprentissage peut se faire par exemple, dans le cadre d'une approximation linéaire de la variation de la tension en fonction de l'état de charge, par la connaissance de la tension de l'accumulateur à deux états de charge différents. Such learning can be done for example, in the context of a linear approximation of the variation of the voltage as a function of the state of charge, by knowing the voltage of the accumulator at two different charge states.
La détermination de l'état de charge de l'accumulateur à partir de la tension à l'état relaxé mesurée à ses bornes, se fait avantageusement en prenant en compte également l'ordre de grandeur du courant débité par l'accumulateur pendant la période d'arrêt du véhicule pour alimenter les consommateurs permanents. The determination of the state of charge of the accumulator from the voltage in the relaxed state measured at its terminals is advantageously done by also taking into account the order of magnitude of the current delivered by the accumulator during the period to stop the vehicle to supply permanent consumers.
L'unité centrale 5 peut utiliser pour ce faire un tableau de valeurs mémorisées la renseignant sur l'allure de la variation de l'état de charge en fonction de la tension de l'accumulateur à l'état relaxé pour différents ordres de grandeur de l'intensité du courant débité par l'accumulateur à l'état relaxé. The central unit 5 can use a table of memorized values for this purpose, informing it of the rate of change of the state of charge as a function of the voltage of the accumulator in the relaxed state for different orders of magnitude of the intensity of the current delivered by the accumulator in the relaxed state.
La mesure de la tension aux bornes de l'accumulateur en vue de déterminer son état de charge n'est toutefois valable que si l'accumulateur est dans un état relaxé, c'est-à-dire au terme d'une période de relaxation dont la durée est suffisante pour que la tension de l'accumulateur soit considérée comme stabilisée. The measurement of the voltage at the terminals of the accumulator in order to determine its state of charge is however only valid if the accumulator is in a relaxed state, that is to say at the end of a relaxation period. whose duration is sufficient for the battery voltage to be considered stabilized.
On a illustré sur la figure 4 l'évolution typique en fonction du temps de la tension aux bornes d'un accumulateur au plomb sortant d'une décharge. FIG. 4 illustrates the typical evolution as a function of time of the voltage across the terminals of a lead accumulator emerging from a discharge.
Comme on pourra le constater à l'examen de cette figure. la tension de l'accumulateur remonte progressivement jusqu'à se stabiliser, auquel cas on considère que l'accumulateur est dans un état relaxé. As will be seen on examining this figure. the voltage of the accumulator gradually rises until it stabilizes, in which case it is considered that the accumulator is in a relaxed state.
On a représenté sur la figure 5 l'évolution en fonction du temps de la tension aux bornes d'un accumulateur sortant d'une charge. FIG. 5 shows the evolution as a function of time of the voltage across the terminals of an accumulator leaving a charge.
La tension aux bornes de l'accumulateur décroît progressivement jusqu'à se stabiliser. The voltage across the accumulator gradually decreases until it stabilizes.
On peut remarquer à l'examen comparé des figures 4 et 5 que la tension de l'accumulateur met plus de temps à se stabiliser lorsque l'accumulateur sort d'une charge que lorsqu'il sort d'une décharge. It can be noted on a comparative examination of FIGS. 4 and 5 that the voltage of the accumulator takes longer to stabilize when the accumulator comes out of a charge than when it comes out of a discharge.
Par ailleurs. le courant débité pour alimenter les consommateurs permanents n'a que relativement peu d'influence sur la durée de la période de relaxation nécessaire pour que la tension de l'accumulateur se stabilise, comme on peut le remarquer à l'examen de la figure 5, qui montre en pointillés l'évolution de la tension aux bornes de l'accumulateur lorsqu'il ne débite aucun courant lors de la période de relaxation et en trait plein l'évolution de la tension de l'accumulateur lorsque celui-ci alimente des consommateurs permanents. Otherwise. the current supplied to supply the permanent consumers has only a relatively small influence on the duration of the relaxation period necessary for the voltage of the accumulator to stabilize, as can be seen on examining FIG. 5 , which shows in dotted lines the evolution of the voltage at the terminals of the accumulator when it does not deliver any current during the relaxation period and in solid lines the evolution of the voltage of the accumulator when the latter supplies permanent consumers.
Pour déterminer si l'accumulateur est dans un état relaxé, l'unité centrale 5 mesure l'évolution de la tension délivrée par le voltmètre 4 en fonction du temps. To determine whether the accumulator is in a relaxed state, the central unit 5 measures the evolution of the voltage delivered by the voltmeter 4 as a function of time.
Ainsi, elle mesure à l'instant t une tension U et à un instant t' suivant une tension Ul et lorsque le rapport (U - U')/(t - t') devient inférieur à un seuil donné, elle considère que l'accumulateur est dans son état relaxé. Thus, it measures at the time t a voltage U and at a time t 'according to a voltage Ul and when the ratio (U - U') / (t - t ') becomes less than a given threshold, it considers that l the accumulator is in its relaxed state.
Ce seuil peut avantageusement être déterminé en fonction de la température mesurée par la thermosonde 7. This threshold can advantageously be determined as a function of the temperature measured by the thermoprobe 7.
De préférence, l'unité centrale 5 lit la valeur délivrée par le voltmètre 4 à des intervalles de temps réguliers et lorsque la vitesse de variation de la tension devient inférieure à un seuil prédéterminé. elle calcule à partir de la dernière valeur de tension mesurée l'état de charge de l'accumulateur de la manière indiquée plus haut. Preferably, the central processing unit 5 reads the value delivered by the voltmeter 4 at regular time intervals and when the speed of variation of the voltage becomes less than a predetermined threshold. it calculates from the last measured voltage value the state of charge of the accumulator as indicated above.
Avantageusement. pour diminuer la durée nécessaire pour que l'accumulateur atteigne son état relaxé après une période de charge. on effectue une courte décharge destinée à accélérer le phénomène de dépolarisation des électrodes de l'accumulateur, comme on peut le remarquer à l'examen de la figure 6. Advantageously. to decrease the time necessary for the accumulator to reach its relaxed state after a charging period. a short discharge is carried out intended to accelerate the phenomenon of depolarization of the electrodes of the accumulator, as can be seen on examining FIG. 6.
On a représenté en trait plein sur cette figure l'évolution de la tension de l'accumulateur après une telle décharge et en pointillés l'évolution de la tension de l'accumulateur sans cette décharge. The evolution of the voltage of the accumulator after such a discharge is shown in full lines in this figure and the dotted line the evolution of the voltage of the accumulator without this discharge.
En se reportant à nouveau au chronogramme de la figure 1, on suppose qu ' entre les instants tl et t2 d'arrêt du véhicule l'accumulateur n'a pas eu le temps d'atteindre un état relaxé. La valeur de l'état de charge initial au début de la période d'utilisation suivante. commençant à l'instant t2, est donc déterminée à partir de la valeur de l'état de charge de l'accumulateur à l'instant tl, c'est-à-dire à la fin de la période d'utilisation précédente. sans faire intervenir une valeur de l'état de charge calculée à partir de la tension mesurée aux bornes de l'accumulateur. Referring again to the timing diagram of FIG. 1, it is assumed that between the instants t1 and t2 of stopping the vehicle the accumulator has not had time to reach a relaxed state. The value of the initial state of charge at the start of the next period of use. starting at time t2, is therefore determined from the value of the state of charge of the accumulator at time tl, that is to say at the end of the previous period of use. without using a state of charge value calculated from the voltage measured across the accumulator.
Dans la mesure où la période d'arrêt du véhicule entre les instants tl et t2 est relativement courte, le phénomène d'auto-décharge de l'accumulateur peut être négligé de même que l'influence de la quantité d'électricité débitée pour alimenter les consommateurs permanents, et l'on peut considérer valablement que l'état de charge entre les instants tl et t2 n'a pas varié significativement. Insofar as the vehicle stopping period between instants tl and t2 is relatively short, the self-discharge phenomenon of the accumulator can be neglected as well as the influence of the quantity of electricity delivered to supply the permanent consumers, and one can validly consider that the state of charge between the instants tl and t2 did not vary significantly.
Par contre, si la période d'arrêt du véhicule est plus longue. par exemple plusieurs semaines, la consommation d'électricité par les consommateurs permanents et le phénomène d'auto-décharge de l'accumulateur peuvent entraîner une diminution significative de l'état de charge de ce dernier. L'invention, par le calcul de l'état de charge peu de temps avant le début de la période d'utilisation suivante à partir de la tension aux bornes de l'accumulateur à l'état relaxé. On the other hand, if the vehicle stopping period is longer. for example several weeks, the consumption of electricity by permanent consumers and the phenomenon of self-discharge of the accumulator can lead to a significant reduction in the state of charge of the latter. The invention, by calculating the state of charge shortly before the start of the next period of use from the voltage at the terminals of the accumulator in the relaxed state.
permet avantageusement de tenir compte de cette variation de l'état de charge de l'accumulateur pendant la période d'arrêt du véhicule.advantageously makes it possible to take account of this variation in the state of charge of the accumulator during the period of stopping of the vehicle.
Ainsi, sur le chronogramme de la figure 1, on a indiqué par TR la période de relaxation au terme de laquelle on considère. Thus, on the timing diagram of FIG. 1, TR indicated the relaxation period at the end of which we are considering.
à l'instant t4, que l'accumulateur est dans son état relaxé.at time t4, that the accumulator is in its relaxed state.
L'unité centrale 5 effectue des mesures régulières. pendant la période T M suivant la période TR, de la tension aux bornes de l'accumulateur pour calculer l'état de charge à partir de l'allure connue de la variation de la tension aux bornes de l'accumulateur à l'état relaxé en fonction de l'état de charge, comme expliqué plus haut. The central unit 5 performs regular measurements. during the period TM following the period TR, of the voltage at the terminals of the accumulator to calculate the state of charge from the known rate of change of the voltage at the terminals of the accumulator in the relaxed state in depending on the state of charge, as explained above.
Ainsi, à l'instant t5 correspondant au début de la période d'utilisation suivante du véhicule, l'unité centrale 5 connaît l'état de charge de l'accumulateur, calculé à l'instant de mesure t6 précédent immédiatement le début de cette période d'utilisation. Thus, at the instant t5 corresponding to the start of the next period of use of the vehicle, the central unit 5 knows the state of charge of the accumulator, calculated at the measurement instant t6 immediately preceding the start of this period of use.
L'unité centrale 5 se sert alors de cette valeur calculée de l'état de charge à l'instant t6 pour déterminer l'état de charge lors de la période d'utilisation commençant à l'instant t5, en fonction de la quantité d'électricité débitée par l'accumulateur ou restituée à ce dernier et calculée à partir de la mesure effectuée par le circuit électrique 3 depuis cet instant t5. The central processing unit 5 then uses this calculated value of the state of charge at time t6 to determine the state of charge during the period of use starting at time t5, as a function of the quantity d electricity supplied by the accumulator or returned to it and calculated from the measurement made by the electrical circuit 3 since this instant t5.
Finalement, l'invention permet de déterminer au moyen d'un dispositif dont l'encombrement, le poids et le coût sont compatibles avec le montage en série sur les véhicules automobiles. l'état de charge d'un accumulateur avec la précision voulue quel que soit le moment considéré de la vie du véhicule. Finally, the invention makes it possible to determine by means of a device whose size, weight and cost are compatible with serial installation on motor vehicles. the state of charge of an accumulator with the desired precision whatever the considered moment of the life of the vehicle.
L'unité centrale 5, le voltmètre 4 et le circuit électrique 3 peuvent avantageusement être intégrés dans un circuit spécialisé de type ASIC et/ou intégrés à un dispositif de gestion de l'énergie électrique du véhicule, destiné à optimiser la commutation des différents organes électriques du véhicule. The central unit 5, the voltmeter 4 and the electrical circuit 3 can advantageously be integrated into a specialized circuit of the ASIC type and / or integrated into a device for managing the electrical energy of the vehicle, intended to optimize the switching of the various organs the vehicle.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit et le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour déterminer l'état de charge de tout accumulateur au plomb monté sur un véhicule équipé d'un moteur thermique ou non, par exemple un accumulateur ou ensemble d'accumulateurs destinés à fournir l'énergie électrique à un moteur de véhicule électrique. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described and the device according to the invention can be used to determine the state of charge of any lead accumulator mounted on a vehicle equipped of a heat engine or not, for example an accumulator or set of accumulators intended to supply electrical energy to an electric vehicle engine.
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