FR2841385A1 - Dispositif de calcul du degre de deterioration et procede de calcul du degre de deterioration d'une batterie - Google Patents

Dispositif de calcul du degre de deterioration et procede de calcul du degre de deterioration d'une batterie Download PDF

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Abstract

Une unité ECU de batterie (200) comprend une unité centrale de traitement (UC) (300). L'unité centrale (300) calcule plusieurs degrés de détérioration sur la base de données appliquées en entrée depuis une thermistance (110), un ampèremètre (120) et un voltmètre (130) qui détectent des grandeurs d'états d'une batterie au nickel-hydrogène (100), et lit, depuis une mémoire (600), des degrés de contribution dont chacun correspond à chacun des plusieurs degrés de détérioration calculés. Ensuite, l'unité centrale (300) calcule un degré de détérioration total de la batterie au nickel-hydrogène (100) sur la base des degrés de détérioration et des degrés de contribution, calcule les degrés de contribution sur la base du degré de détérioration total calculé et mémorise les degrés de contribution dans la mémoire (600).

Description

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DISPOSITIF DE CALCUL DU DEGRE DE DETERIORATION ET PROCEDE DE
CALCUL DU DEGRE DE DETERIORATION D'UNE BATTERIE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention
L'invention se rapporte à une technologie de calcul d'un degré de détérioration d'une batterie qui se détériore lorsqu'elle est utilisée. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un dispositif de calcul du degré de détérioration et à un procédé de calcul du degré de détérioration d' une batterie d'accumulateurs montée dans un véhicule.
2. Description de la technique apparentée
Un véhicule a été mis récemment au point, lequel est muni d'un groupe motopropulseur utilisant deux types de sources de puissance, c'est-à-dire un moteur à essence qui est un moteur à combustion interne et un moteur électrique. Un tel groupe motopropulseur est appelé système hybride. Le moteur électrique est entraîné par la puissance électrique fournie depuis une batterie montée dans le véhicule. Par exemple, lorsqu'un moteur à courant alternatif est utilisé en tant que moteur électrique, l'alimentation électrique en courant continu fournie en sortie depuis la batterie est convertie en alimentation électrique en courant alternatif par un circuit tel qu'un convertisseur, et le moteur électrique est entraîné par l'alimentation électrique en courant alternatif.
La batterie utilisée dans un tel système hybride doit être fiable du fait qu'elle se rapporte à la marche du véhicule. Le degré de détérioration de la batterie dépend de l'état de l'utilisation, de même que des années écoulées après le début de l'utilisation. De ce fait, il est difficile de déterminer le degré de détérioration de la batterie uniquement sur la base des années écoulées après le début de l'utilisation.
La publication mise à la disposition du public de brevet japonais N 52-145 734 décrit un procédé de détermination d'une durée de vie d'une telle batterie d'accumulateurs. Le procédé de détermination de la durée de vie d'une batterie d'accumulateurs décrit dans la publication de brevet comprend les étapes consistant à mesurer les années écoulées après le début de l'utilisation, l'aspect extérieur, les variations de la tension des éléments au moment d'une charge d'entretien ou charge
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d'égalisation, le courant de charge, les variations de densité de l'électrolyte, la capacité électrostatique au moment de la charge d'entretien et la résistance interne qui sont des facteurs étroitement corrélés avec la détérioration par le vieillissement de la batterie d'accumulateurs, classer les résultats de la détermination, et déterminer une durée de vie et une durée de vie résiduelle de la batterie sur la base de la note totale obtenue en additionnant chaque ensemble de note pour chaque rang de chaque facteur.
Conformément au procédé de détermination d'une durée de vie d'une batterie décrit dans la publication de brevet mentionnée précédemment, des états quantitatifs de divers facteurs concernant la batterie d'accumulateurs sont mesurés. En ce qui concerne chacun des facteurs étroitement liés à la détérioration de la batterie, le degré de l'influence sur l'état de détérioration de la batterie d'accumulateurs est classé, par exemple, sous forme de l'un de quatre rangs, sur la base de la plage d'une valeur mesurée. Une note est établie pour chaque rang, et le rang est calculé sur la base de la valeur mesurée.
La durée de vie de la batterie d'accumulateurs est déterminée sur la base de la note totale obtenue en additionnant chaque ensemble de note pour chaque rang de chaque facteur.
Dans le procédé de détermination d'une durée de vie d'une batterie décrit dans la publication de brevet mentionnée précédemment par exemple, une personne exercée exécute le classement par rang et établit une note correspondant à chaque rang pour calculer la note totale, sur la base de l'expérience de la personne exercée. Comme décrit dans la publication de brevet mentionnée précédemment, il existe divers facteurs concernant la durée de vie de la batterie d'accumulateurs, et la durée de vie de la batterie d'accumulateurs est déterminée en utilisant les rangs fixes et des notes pour les divers facteurs.
De ce fait, la durée de vie de la batterie d'accumulateurs ne peut pas être déterminée avec précision.
RESUME DE L'INVENTION
C'est un but de l'invention de fournir un dispositif de calcul du degré de détérioration et un procédé de calcul du degré de détérioration d'une batterie qui permettent de déterminer avec précision une durée de vie d'une batterie et qui
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permettent de générer des informations sur la base de la durée de vie.
Un dispositif de calcul du degré de détérioration conforme à un premier aspect de l'invention comprend un moyen de détection destiné à détecter plusieurs grandeurs d'états d'une batterie, un premier moyen de calcul destiné à calculer plusieurs degrés de détérioration sur la base des plusieurs grandeurs d'états détectées, un moyen de mémorisation destiné à mémoriser des degrés de contribution dont chacun correspond à chacun des degrés de détérioration, un second moyen de calcul destiné à calculer un degré de détérioration total sur la base des degrés de détérioration et des degrés de contribution et un troisième moyen de calcul destiné à calculer les degrés de contribution.
Conformément au premier aspect de l'invention, le moyen de détection détecte, par exemple, une température d'une batterie secondaire, une valeur de courant de charge/décharge de la batterie, une quantité de variation d'un état de charge (SOC) de la batterie. Le premier moyen de calcul calcule, par exemple, un degré de détérioration de la batterie sur la base de la température de la batterie, un degré de détérioration de la batterie sur la base de la valeur du courant de charge/décharge de la batterie et un degré de détérioration de la batterie sur la base de la quantité de variation de l'état SOC de la batterie. Le second moyen de calcul calcule le degré de détérioration total en multipliant chacun des degrés de détérioration par le degré de contribution correspondant, et en additionnant les valeurs obtenues par multiplication. Le troisième moyen de calcul modifie un ou plusieurs des degrés de contribution devant être utilisés lorsque les degrés de détérioration sont multipliés la fois suivante (par exemple, augmente un degré de contribution correspondant à un degré de détérioration spécifique), par exemple, lorsque le degré de détérioration total calculé est important (lorsque la détérioration a progressé). Donc, il est possible de calculer le degré de détérioration total qui correspond plus exactement à la durée de vie résiduelle de la batterie d'accumulateurs. Il en résulte qu'il est possible de fournir un dispositif de calcul du degré de détérioration d'une batterie qui permet de déterminer avec précision la durée de vie de la batterie d'accumulateurs.
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Dans le premier aspect de l'invention, le premier moyen de calcul peut inclure un moyen destiné à calculer plusieurs degrés de détérioration sur la base de la température de la batterie, de la valeur du courant de charge/décharge et de l'état SOC de la batterie. Donc, le degré de détérioration peut être calculé avec précision sur la base de la température de la batterie, de la valeur du courant de charge/décharge de la batterie et de l'état SOC de la batterie qui ont des influences importantes sur la détérioration de la batterie d'accumulateurs, par exemple, en intégrant les grandeurs d'états de celle-ci par rapport au temps.
Dans le premier aspect de l'invention, le dispositif de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre un moyen de génération qui génère, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une limite à l'utilisation de la batterie. Donc, dans le cas où la batterie est montée dans un véhicule et où la batterie est utilisée en tant que batterie d'accumulateurs pour entraîner le véhicule, lorsque la batterie d'accumulateurs se détériore gravement et que le degré de détérioration total calculé indique que la fin de la durée de vie de la batterie d'accumulateurs a été atteinte, des informations destinées à empêcher une détérioration supplémentaire sont générées de manière à empêcher le véhicule de devenir incapable de fonctionner en utilisant la batterie d'accumulateurs. Par exemple, ces informations sont utilisées pour limiter la puissance électrique appliquée en entrée à la batterie d'accumulateurs et la puissance électrique fournie en sortie depuis la batterie d'accumulateurs, ou à limiter la plage d'utilisation de l'état SOC de la batterie à une petite plage. Donc, il est possible d'éviter une situation où la batterie d'accumulateurs devient incapable de fonctionner complètement et où le véhicule s'arrête avant que le remplacement de la batterie d'accumulateurs ne soit exécuté.
Dans le premier aspect de l'invention, le dispositif de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre un moyen de génération qui génère, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une garantie sur la batterie. Donc, il est possible d'établir la période de garantie à une période jusqu'à la fin de la durée de vie de la batterie d'accumulateurs qui est réellement déterminée
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sur la base du degré de détérioration total, alors que la période de garantie est habituellement établie sur la base du temps écoulé après le début de l'utilisation ou autre.
Dans le premier aspect de l'invention, le dispositif de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre un moyen de génération de valeur restante qui génère, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante de la batterie. Donc, il est possible de déterminer la valeur restante de la batterie sur la base du degré de détérioration total qui indique un degré de détérioration réel, alors que la valeur restante de la batterie est habituellement déterminée sur la base du temps écoulé après le début de l'utilisation, ou autre.
Dans le premier aspect de l'invention, la batterie peut être une batterie destinée à entraîner un véhicule, laquelle est montée dans le véhicule. Donc, il est possible de calculer avec précision la durée de vie réelle de la batterie destinée à entraîner le véhicule sur la base du degré de détérioration total de celle-ci et d'exécuter le remplacement de la batterie avant que le véhicule ne puisse devenir incapable de fonctionner.
Dans le premier aspect de l'invention, le dispositif de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre un moyen de génération de valeur restante qui génère, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante du véhicule.
Dans le premier aspect de l'invention, il est possible de déterminer la valeur restante du véhicule utilisant la batterie en tant que source d'entraînement sur la base du degré de détérioration total qui indique le degré de détérioration réel, alors que la valeur restante du véhicule est habituellement déterminée sur la base d'une distance parcourue ou des années écoulées après que le véhicule commence à circuler.
Dans le premier aspect de l'invention, le dispositif de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre un moyen de mémorisation du degré de détérioration destiné à mémoriser le degré de détérioration total. En outre, le moyen de mémorisation du degré de détérioration peut conserver le degré de détérioration total même lorsque l'alimentation électrique est interrompue.
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Un procédé de calcul du degré de détérioration d'une batterie conforme à un second aspect de l'invention comprend une étape de détection consistant à détecter plusieurs grandeurs d'états d'une batterie, une première étape de calcul consistant à calculer plusieurs degrés de détérioration sur la base des plusieurs grandeurs d'états détectées, une étape de mémorisation consistant à mémoriser des degrés de contribution dont chacun correspond à chacun des plusieurs degrés de détérioration, une seconde étape de calcul consistant à calculer un degré de détérioration total de la batterie sur la base des degrés de détérioration et des degrés de contribution et une troisième étape de calcul consistant à calculer les degrés de contribution sur la base du degré de détérioration total calculé.
Conformément au second aspect de l'invention, dans l'étape de détection, par exemple, une température de la batterie d'accumulateurs, une valeur du courant de charge/décharge de la batterie et une quantité de variation d'un état de charge (SOC) de la batterie sont détectées. Dans la première étape de calcul, par exemple, un degré de détérioration de la batterie fondé sur la température de la batterie, un degré de détérioration de la batterie fondé sur la valeur de charge/décharge de la batterie et un degré de détérioration de la batterie fondé sur la quantité de variation de l'état SOC de la batterie sont calculés. Dans la seconde étape de calcul, le degré de détérioration total de la batterie est calculé en multipliant chacun des degrés de détérioration par le degré de contribution correspondant mémorisé dans l'étape de mémorisation, et en additionnant les valeurs obtenues par la multiplication. Dans la troisième étape de calcul, un ou plusieurs des degrés de contribution devant être utilisés lorsque les degrés de détérioration seront multipliés la fois suivante sont modifiés (par exemple, un degré de contribution correspondant à un degré de détérioration spécifique est augmenté), par exemple, lorsque le degré de détérioration total calculé est important (lorsque la détérioration a progressé). Donc, il est possible de calculer le degré de détérioration total qui correspond plus précisément à la durée de vie résiduelle de la batterie d'accumulateurs. Il en résulte qu'il est possible de fournir un procédé de calcul du degré de détérioration d'une batterie qui permet de déterminer avec précision la durée de vie de la batterie d'accumulateurs.
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Dans le second aspect de l'invention, la première étape de calcul peut comprendre une étape consistant à calculer plusieurs degrés de détérioration sur la base de la température de la batterie, de la valeur de charge/décharge de la batterie et de l'état SOC de la batterie. Donc, le degré de détérioration peut être calculé avec précision sur la base de la température de la batterie, de la valeur du courant de charge/décharge de la batterie et de l'état SOC de la batterie qui ont des influences importantes sur la détérioration de la batterie d'accumulateurs, par exemple, en intégrant les grandeurs d'états de celle-ci par rapport au temps.
Dans le second aspect de l'invention, le procédé de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre une étape de génération consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une limite à l'utilisation de la batterie. Donc, dans le cas où la batterie est montée dans un véhicule, et où la batterie est utilisée en tant que batterie d'accumulateurs destinée à entraîner le véhicule, lorsque la batterie d'accumulateurs se détériore gravement et que le degré de détérioration total calculé indique que la fin de la durée de vie de la batterie d'accumulateurs a été atteinte, des informations destinées à empêcher une détérioration supplémentaire sont générées de manière à empêcher que le véhicule devienne incapable d'avancer en utilisant la batterie d'accumulateurs. Par exemple, ces informations sont utilisées pour limiter la puissance électrique appliquée en entrée à la batterie d'accumulateurs et fournie en sortie depuis celle-ci, ou limiter la plage d'utilisation de l'état SOC de la batterie à une petite plage. Donc, il est possible d'éviter un cas où la batterie d'accumulateurs devient incapable de fonctionner complètement et où le véhicule s'arrête avant que le remplacement de la batterie d'accumulateurs ne soit exécuté.
Dans le second aspect de l'invention, le procédé de calcul du degré de détérioration peut comprendre une étape de génération consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une garantie de la batterie. Donc, il est possible d'établir la période de garantie à une période jusqu'à la fin de la durée de vie de la batterie d'accumulateurs qui est déterminée réellement
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sur la base du degré de détérioration total, alors que la période de garantie est habituellement établie sur la base du temps écoulé après le début de l'utilisation ou autre.
Dans le second aspect de l'invention, le procédé de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre une étape de génération de valeur restante consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante de la batterie. Donc, il est possible de déterminer la valeur restante de la batterie sur la base du degré de détérioration total qui indique un degré de détérioration réel, alors que la valeur restante de la batterie est habituellement déterminée sur la base du temps écoulé après le début de l'utilisation, ou autre.
Dans le second aspect de l'invention, la batterie peut être une batterie destinée à entraîner un véhicule, laquelle est montée dans le véhicule. Donc, il est possible de calculer avec précision la durée de vie réelle de la batterie destinée à entraîner le véhicule sur la base du degré de détérioration total de celle-ci et d'exécuter le remplacement de la batterie avant que le véhicule ne puisse devenir incapable de rouler.
Dans le second aspect de l'invention, le procédé de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre une étape de génération de valeur restante consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante du véhicule. Donc, il est possible de déterminer la valeur restante du véhicule utilisant la batterie en tant que source d'entraînement, sur la base du degré de détérioration total qui indique le degré de détérioration réel, alors que la valeur restante du véhicule est habituellement déterminée sur la base d'une distance parcourue ou des années écoulées après que le véhicule commence à rouler.
Dans le second aspect de l'invention, le procédé de calcul du degré de détérioration peut comprendre en outre une étape de mémorisation du degré de détérioration consistant à mémoriser le degré de détérioration total. En outre, le degré de détérioration total peut être conservé même lorsque l'alimentation électrique est interrompue.
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BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les buts, caractéristiques et avantages de l'invention qui précèdent ainsi que d'autres deviendront évidents d'après la description suivante de modes de réalisation préférés en faisant référence aux dessins annexés, dans lesquels des références numériques identiques sont utilisées pour représenter des éléments identiques et dans lesquels :
La figure 1 est un schéma synoptique représentant la commande d'un véhicule muni d'une unité de commande électronique (ECU) de batterie, conforme à un mode de réalisation de l'invention,
La figure 2 est un tracé représentant une relation entre une température de batterie et un coefficient de durée de vie a,
La figure 3 est un tracé représentant une relation entre une valeur de courant de charge/décharge et un coefficient de durée de vie ss,
La figure 4 est un tracé représentant une relation entre une température de batterie et un coefficient de durée de vie y,
La figure 5 est un tracé représentant une relation entre la différence #SOC et un coefficient de durée de vie 8,
La figure 6 est un tracé représentant la relation entre un temps de fonctionnement du véhicule et l'état SOC,
La figure 7 est un organigramme représentant une structure de commande d'un programme exécuté par l'unité ECU de batterie conforme au mode de réalisation de l'invention,
La figure 8 est un tracé représentant une relation entre un coefficient de consommation de durée de vie L et des coefficients de pondération,
La figure 9 est un tracé représentant une variation du coefficient de consommation de durée de vie L,
La figure 10 est un tracé représentant une relation entre le coefficient de consommation de durée de vie L, une valeur limite pour l'entrée/sortie de la batterie et une plage utilisable d'états SOC,
La figure 11 est un tracé représentant une relation entre la distance parcourue du véhicule et le coefficient de consommation de durée de vie L,
La figure 12 est un tracé représentant une relation entre la distance parcourue du véhicule et le coefficient de consommation de durée de vie L, et
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La figure 13 est un tracé représentant une relation entre une valeur restante du véhicule et le coefficient de consommation de durée de vie L.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Ci-après, un mode de réalisation de l'invention sera décrit en faisant référence aux dessins annexés. Dans la description qui suit, les mêmes composants sont repérés par les mêmes références numériques. Ils ont les mêmes noms et les mêmes fonctions. Par conséquent, leur description détaillée ne sera pas répétée.
Ci-après, un dispositif de calcul sera décrit, lequel calcule un coefficient de consommation de durée de vie indiquant un degré de détérioration d'une batterie d'accumulateurs qui fournit une alimentation électrique à un dispositif destiné à entraîner un véhicule, tel qu'une batterie au nickel-hydrogène. L'application du dispositif de calcul conforme à l'invention n'est pas limitée à la batterie au nickel-hydrogène. Le dispositif de calcul conforme à l'invention peut être appliqué également à une batterie au NiCd ou à une batterie au lithium-ion.
En faisant référence à la figure 1, une unité de puissance d'un véhicule sera décrite, laquelle comprend une unité de commande électronique de batterie (appelée ci-après ECU) 200 destinée à réaliser un dispositif de calcul du degré de détérioration conformément au mode de réalisation de l'invention. Comme représenté sur la figure 1, l'unité de puissance du véhicule comprend une batterie au nickel-hydrogène 100 et une unité ECU de batterie 200. Une thermistance 110 destinée à mesurer une température de la batterie et un voltmètre 130 destiné à mesurer une température de la batterie sont fixés à la batterie au nickel-hydrogène 100. Un ampèremètre 120 destiné à mesurer le courant de charge/décharge est fixé à un câble d'entrée/sortie qui relie la batterie au nickel-hydrogène 100 et un câble d'alimentation du véhicule.
L'unité ECU de batterie 200 comprend une interface d'entrée/sortie 500, une unité centrale de traitement (appelée ci-après UC) 300, une horloge 400, une mémoire 600 et une mémoire flash 700. L'interface d'entrée/sortie 500 est reliée à la thermistance 110, à l'ampèremètre 120, au voltmètre 130, à un
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fil de signal de sortie d'alerte se rapportant à la batterie et à un fil de signal de mise en marche de l'allumage. L'unité centrale 300 commande l'unité ECU de batterie 200. La mémoire 600 et la mémoire flash 500 mémorisent diverses données.
Une borne de source d'alimentation de la batterie au nickel-hydrogène 100 est reliée au câble d'alimentation du véhicule, et fournit de la puissance électrique à un moteur destiné à faire avancer le véhicule, à des auxiliaires, à des composants électriques et autres. La thermistance 110 détecte la température de la batterie au nickel-hydrogène 100 et un signal indiquant la température de celle-ci est transmis à l'unité centrale par l'intermédiaire de l'interface d'entrée/sortie 500 de l'unité ECU de batterie 200. L'ampèremètre 120 détecte une valeur d'un courant de charge/décharge vers/depuis la batterie au nickel-hydrogène 100, et la valeur du courant détecté est transmise à l'unité centrale 300 par l'intermédiaire de l'interface d'entrée/sortie 500 de l'unité ECU de batterie 200.
Une valeur de puissance électrique peut être calculée en accumulant la valeur du courant pendant un temps donné. Le voltmètre 130 détecte une valeur de tension de la batterie au nickel-hydrogène 100 et la valeur de tension détectée est transmise à l'unité centrale 300 par l'intermédiaire de l'interface d'entrée/sortie 500 de l'unité ECU de batterie 200.
L'unité ECU de batterie 200 détecte la température de la batterie au nickel-hydrogène 100, la valeur du courant et la valeur de la tension à un intervalle de temps correspondant à un signal d'horloge mesuré par l'horloge 400. L'unité ECU de batterie 200 calcule un coefficient de durée de vie a, un coefficient de durée de vie P, un coefficient de durée de vie y et un coefficient de durée de vie 8 sur la base de la température détectée de la batterie au nickel-hydrogène 100, de la valeur du courant détecté, de la valeur de la tension détectée et autre.
La valeur de la tension peut être utilisée pour calculer l'état SOC et autre. Une quantité de consommation de durée de vie estimée A fondée sur un temps de stationnement et la température de la batterie, une quantité de consommation de durée de vie estimée B fondée sur une valeur de courant accumulée et la température de la batterie et une quantité de consommation de durée de vie estimée C fondée sur une plage utilisable d'états
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SOC accumulés, sont calculées en utilisant les coefficients de durée a, ss, y, 8.
L'unité ECU de batterie 200 lit, à partir de la mémoire 600, des coefficients de pondération a, b, c qui correspondent aux trois quantités de consommation de durée de vie estimées A, B, C, respectivement. Ensuite, l'unité ECU de batterie 200 calcule un coefficient de consommation de durée de vie L en multipliant les quantités de consommation de durée de vie estimées A, B, C par les coefficients de pondération a, b, c, respectivement. Le coefficient de consommation de durée de vie calculé L est mémorisé dans la mémoire flash 700. Cette unité de puissance dans laquelle la batterie au nickel-hydrogène 100 et l'unité ECU de batterie 200 sont intégrées est sur le marché. Le coefficient de consommation de durée de vie L de la batterie au nickelhydrogène 100 est mémorisé de façon semi-permanente dans la mémoire flash 700. Du fait que le coefficient de consommation de durée de vie L est mémorisé dans la mémoire flash 700, même si l'alimentation électrique vers l'unité ECU de batterie 200 est interrompue, le coefficient de consommation de durée de vie L n'est pas effacé.
L'unité ECU de batterie 200 calcule les coefficients de pondération a, b, c qui correspondent aux trois quantités de consommation de durée de vie estimées A, B, C, respectivement, sur la base du coefficient de consommation de durée de vie calculé L. Ensuite, l'unité ECU de batterie 200 mémorise les coefficients de pondération a, b, c dans la mémoire 600.
De même, dans l'unité ECU de batterie 200, l'interface d'entrée/sortie 500, l'unité centrale 300, l'horloge 400, la mémoire 600 et la mémoire flash 700 sont reliées par l'intermédiaire d'un bus interne 800, et une communication de données peut être exécutée entre elles.
Une relation entre la température de la batterie et le coefficient de durée de vie a, qui est mémorisée dans la mémoire 600 de l'unité ECU de batterie 200 sera décrite en faisant référence à la figure 2. En fait, la relation entre la température de la batterie et le coefficient de durée de vie a est mémorisée dans la mémoire 600 sous forme d'une mappe. La figure 2 représente la relation entre la température de la batterie et le coefficient de durée de vie a sous la forme d'un graphe. Comme le montre la figure 2, le coefficient de durée de
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vie a augmente avec une augmentation de la température de la batterie. La figure 2 est appliquée au cas où le véhicule est arrêté. Lorsque la température de la batterie s'élève, la détérioration progresse plus rapidement. Sur le graphe de la figure 2, la relation entré la température de la batterie et le coefficient de durée de vie a est indiquée par une ligne droite qui ne présente pas de point d'inflexion. Cependant, l'invention n'est pas limitée à ceci. La relation entre ceux-ci peut être indiquée par une courbe qui présente un point d'inflexion.
Une relation entre la valeur du courant de charge/décharge et le coefficient de durée de vie P, qui est mémorisée dans la mémoire 600 de l'unité ECU de batterie 200 sera décrite en faisant référence à la figure 3. En fait, la relation entre la valeur du courant de charge/décharge et le coefficient de durée de vie P est mémorisée dans la mémoire 600 sous forme d'une mappe. Comme le montre la figure 3, dans le cas où le courant de charge ou le courant de décharge est supérieur ou égal à une valeur prédéterminée, le coefficient de durée de vie ss augmente avec une augmentation du courant de charge ou du courant de décharge. De même, le coefficient de durée de vie ss augmente à une vitesse plus grande lorsque le courant de décharge augmente, que lorsque le courant de charge augmente.
Une relation entre la température de la batterie et le coefficient de durée de vie y, qui est mémorisée dans la mémoire 600 de l'unité ECU de batterie 200 sera décrite en faisant référence à la figure 4. En fait, la relation entre la température de la batterie et le coefficient de durée de vie y est mémorisée dans la mémoire 600 sous forme d'une mappe. Comme le montre la figure 4, le coefficient de durée de vie y augmente avec une augmentation de la température de la batterie. La figure 4 est appliquée au cas où le véhicule est en marche. Par conséquent, sur la figure 4, un axe horizontal indique la température de la batterie pendant que le véhicule est en marche.
Une relation entre la différence #SOC et le coefficient de durée de vie 8, qui est mémorisée dans la mémoire 600 de l'unité ECU de batterie 200 sera décrite en faisant référence à la figure 5. En fait, la relation entre la différence #SOC et le coefficient de durée de vie 8 est mémorisée dans la mémoire 600 sous forme d'une mappe. Le coefficient de durée de vie 8 augmente
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avec une augmentation de la différence ASOC. En outre, un axe vertical indique également le nombre de cycles de durée de vie.
Un procédé de calcul de la différence #SOC indiquée par un axe horizontal sur la figure 5 sera décrit en faisant référence à la figure 6. Sur la figure 6, l'axe horizontal indique le temps de fonctionnement du véhicule et l'axe vertical indique l'état SOC. Comme le montre la figure 6, le niveau de l'état SOC augmente et diminue pendant que le véhicule est en fonctionnement. Par exemple, la différence #SOC est définie comme étant une différence entre l'état SOC le plus haut et l'état SOC le plus bas durant une période de fonctionnement d' une heure . Comme indiqué sur la figure 6, #SOC (1), #SOC (2) et ASOC(3) sont calculés de cette manière. Le coefficient de durée de vie 8 représenté sur la figure 5 est calculé en calculant la différence #SOC comme indiqué sur la figure 6.
Une structure de commande d'un programme exécuté par l'unité centrale 300 de l'unité ECU de batterie 200 conformément au mode de réalisation, sera décrite en faisant référence à la figure 7.
A l'étape S100, l'unité centrale 300 détermine si le commutateur d'allumage est à l'état de MARCHE ou non. Cette détermination est réalisée sur la base du signal de mise en marche de l'allumage qui est appliqué en entrée par l'intermédiaire de l'interface d'entrée/sortie 500. Si le commutateur d'allumage est à l'état de MARCHE (OUI à l'étape S100), le traitement passe à l'étape S200. Si le commutateur d'allumage n'est pas à l'état de MARCHE (NON à l'étape S100), le traitement passe à l'étape S110.
A l'étape S110, l'unité centrale 300 détecte les grandeurs d'états pendant que le véhicule est en stationnement. Plus particulièrement, un temps de stationnement H(l) et une température de la batterie TB(1) sont détectés. A l'étape S120, l'unité centrale 300 lit le coefficient de durée de vie a. Le coefficient de durée de vie a est un coefficient fondé sur la température de la batterie TB(1). De même, la relation entre la température de la batterie TB(1) et le coefficient de durée de vie a est indiquée sur le graphe de la figure 4.
A l'étape S130, l'unité centrale 300 calcule la quantité de consommation de durée de vie estimée A. A ce moment, la quantité de consommation de durée de vie estimée A est calculée conformément à l'équation suivante. A = # {[alpha](TB(1)) x H} dH. En
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d'autres termes, la quantité de consommation de durée de vie estimée A est calculée en multipliant le coefficient de durée de vie a déterminé sur la base de la température de la batterie par le temps de stationnement, et en intégrant la valeur résultante par rapport au temps. Ensuite, le traitement passe à l'étape S300. A l'étape S200, l'unité centrale 300 détecte les grandeurs d'états pendant que le véhicule est en marche. A ce moment, un courant de charge/décharge I, la température de la batterie TB(2), la durée de fonctionnement H(2) et l'état SOC indiquant l'état de la charge sont détectés.
A l'étape S210, l'unité centrale 300 lit les coefficients de durée de vie ss, y, 8 depuis la mémoire 600. Le coefficient de durée de vie (3 qui est lu à cet instant est un coefficient fondé sur le courant de charge/décharge de la batterie au nickel-hydrogène 100. Le coefficient de durée de vie y est un coefficient fondé sur la température de batterie de la batterie au nickel-hydrogène 100 et le coefficient de durée de vie 8 est un coefficient fondé sur la différence #SOC de la batterie au nickel-hydrogène 100.
A l'étape S220, l'unité centrale 300 calcule la quantité de consommation de durée de vie estimée B. A ce moment, la quantité de consommation de durée de vie estimée B est calculée conformément à l' équation suivante. B = # {ss(I) x y(TB(2)) x #I# x H} dH. En d'autres termes, la quantité de consommation de durée de vie estimée B est calculée en multipliant le coefficient de durée de vie p fondé sur le courant de charge/décharge par le coefficient de durée de vie y déterminé sur la base de la température de la batterie, de la valeur absolue du courant de charge/décharge et du temps de fonctionnement et en intégrant la valeur résultante par rapport au temps.
A l'étape S230, l'unité centrale 300 calcule la quantité de consommation de durée de vie estimée C. A ce moment, la quantité de consommation de durée de vie estimée C est calculée conformément à l'équation suivante.
C = # {#(#SOC) x y(TB(2)) x H} dH. En d'autres termes, la quantité de consommation de durée de vie estimée C est calculée en multipliant le coefficient de durée de vie 8 déterminé sur la base de la différence #SOC par le coefficient de durée de vie y déterminé sur la base de la température de la batterie et du
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temps de fonctionnement et en intégrant la valeur résultante par rapport au temps.
A l'étape S300, l' unité centrale 300 lit, depuis la mémoire 600, les coefficients de pondération a, b, c correspondant aux quantités de consommation de durée de vie estimées A, B, C. A l'étape S310, l'unité centrale 300 calcule le coefficient de consommation de durée de vie L. A ce moment, le coefficient de consommation de durée de vie L est calculé conformément à l'équation suivante. L = a x A + b x B + c x C.
A l'étape S320, l'unité centrale 300 calcule les coefficients de pondération a, b, c sur la base du coefficient de consommation de durée de vie L. A ce moment, les coefficients de pondération a, b, c sont calculés sur la base du coefficient de consommation de durée de vie L conformément à la relation représentée sur la figure 8. Comme le montre la figure 8, à mesure que le coefficient de consommation de durée de vie L augmente, une différence entre le coefficient de pondération a et les coefficients de pondération b, c diminue. A l'étape S330, l'unité centrale 300 mémorise les coefficients de pondération a, b, c dans la mémoire 600.
Le fonctionnement d'un dispositif de calcul du degré de détérioration conforme au mode de réalisation sera décrit, lequel présente la structure mentionnée précédemment et fonctionne conformément à l'algorithme mentionné précédemment.
Lorsqu'un sous-programme de calcul de la durée de vie d'une batterie est lancé, il est déterminé si le commutateur d'allumage est à l'état de MARCHE ou non (étape S100). Si le commutateur d'allumage n'est pas à l'état de MARCHE (NON à l'étape S100), il est déterminé que le véhicule est en stationnement, et les grandeurs d'états pendant que le véhicule est en stationnement sont détectées (étape S110). A ce moment, le temps de stationnement H(l) et la température de la batterie TB(1) sont détectés. Le coefficient de durée de vie a fondé sur la température de la batterie est lu depuis la mémoire 600 (étape S120). La quantité de consommation de durée de vie estimée A est calculée en utilisant le coefficient de durée de vie a lu et le temps de stationnement (étape S130).
Dans le cas où le véhicule est en marche, il est déterminé que le commutateur d'allumage est à l'état de MARCHE (OUI à l'étape S100) et des grandeurs d'états alors que le véhicule est
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en marche sont détectées (étape S200) . A ce moment, le courant de charge/décharge, la température de la batterie, la durée de fonctionnement et l'état SOC (état de charge) sont détectés.
Les coefficients de durée de vie (3, y, 8 sont lus depuis la mémoire 600 (étape S210). La quantité de consommation de durée de vie estimée B est calculée d'après le coefficient de durée de vie P déterminé sur la base du courant de charge/décharge, du coefficient de durée de vie ydéterminé sur la base de la température de la batterie, de la valeur absolue de la valeur du courant de charge/décharge et de la durée de fonctionnement (étape S220). La quantité de consommation de durée de vie estimée C est calculée sur la base du coefficient de durée de vie # déterminé sur la base de la différence #SOC, du coefficient de durée de vie y déterminé sur la base de la température de la batterie et de la durée de fonctionnement.
Les coefficients de pondération a, b, c correspondant aux quantités de consommation de durée de vie estimées A, B, C sont lus depuis la mémoire 600 (étape S300). Le coefficient de consommation de durée de vie L est calculé en utilisant les quantités de consommation de durée de vie estimées A, B, C et les coefficients de pondération a, b, c qui correspondent aux quantités de consommation de durée de vie estimées A, B, C, respectivement (étape S310).
Les coefficients de pondération a, b, c sont calculés sur la base du coefficient de consommation de durée de vie calculé L. A ce moment, les coefficients de pondération a, b, c sont calculés sur la base des données mémorisées dans la mémoire 600 comme indiqué sur la figure 8. A l'étape S330, les coefficients de pondération a, b, c sont mémorisés dans la mémoire 600.
Le coefficient de consommation de durée de vie L qui est calculé par l'opération mentionnée précédemment augmente avec une augmentation du nombre d'années écoulées après que le véhicule a commencé à rouler, comme représenté sur la figure 9.
Lorsque le coefficient de consommation de durée de vie L arrive à 100 % sur la figure 9, la batterie au nickel-hydrogène 100 est à la fin de la durée de vie qui est estimée sur la base des caractéristiques de celle-ci. Comme le montre la figure 9, la batterie au nickel-hydrogène 100 atteint la fin de la durée de vie (le coefficient de consommation de durée de vie L arrive à 100 %) lorsque approximativement 13 années se sont écoulées
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après le début de l'utilisation. Lorsque le coefficient de consommation de durée de vie L dépasse 100 %, un utilisateur du véhicule est avisé par un affichage que la fin de la durée de vie a été atteinte. De même, lorsque le coefficient de consommation de durée de vie L dépasse 100 %, la puissance électrique qui est appliquée en entrée/fournie en sortie à/depuis la batterie au nickel-hydrogène 100 est limitée, ou bien la plage utilisable d'états SOC est réduite de sorte que le véhicule peut rouler sans panne en utilisant une telle batterie au nickel-hydrogène 100 détériorée. Donc, même lorsque le coefficient de consommation de durée de vie L dépasse 100 %, on peut empêcher que la batterie devienne brutalement incapable de fonctionner, et par conséquent on peut empêcher que le véhicule devienne incapable de rouler.
Une garantie du constructeur sur la batterie au nickel-hydrogène 100 sera décrite en utilisant le coefficient de consommation de durée de vie L calculé par l'opération mentionnée précédemment. La figure 11 représente une variation du coefficient de consommation de durée de vie L par rapport à la distance parcourue du véhicule. La figure 12 représente une variation du coefficient de consommation de durée de vie L en fonction du nombre d'années écoulées après que le véhicule a commencé à rouler. De façon classique, la batterie au nickelhydrogène 100 est garantie par un fabriquant jusqu'à ce que la distance parcourue du véhicule atteigne 100 000 km, comme représenté sur la figure 11. Cependant, conformément au dispositif de calcul du degré de détérioration selon l'invention, la période de la garantie du fabricant sur la batterie au nickel-hydrogène 100 peut être prolongée jusqu'à ce que le coefficient de consommation de durée de vie L atteigne 100 % (c'est-à-dire jusqu'à ce que la batterie au nickel-hydrogène 100 atteigne la fin de la durée de vie). De même, de façon classique, la batterie au nickel-hydrogène 100 est garantie par un fabricant jusqu'à ce que 5 ans se soient écoulés après que le véhicule a commencé à rouler, comme indiqué sur la figure 12. Cependant, conformément au dispositif de calcul du degré de détérioration conforme à l'invention, la période de garantie du fabricant peut être prolongée jusqu'à ce que le coefficient de consommation de durée de vie L atteigne
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100 % (jusqu'à ce que la batterie au nickel-hydrogène 100 atteigne la fin de la durée de vie).
La figure 13 représente une relation entre le coefficient de consommation de durée de vie L et une valeur restante du véhicule ou de la batterie au nickel-hydrogène 100. La valeur restante diminue avec une augmentation du coefficient de consommation de durée de vie L. La valeur restante du véhicule ou de la batterie au nickel-hydrogène 100 fondée sur le coefficient de consommation de durée de vie L peut être calculée en utilisant la relation représentée sur la figure 13.
En outre, le coefficient de consommation de durée de vie L ainsi calculé est mémorisé dans la mémoire flash 700. De ce fait, même lorsque l'alimentation électrique vers l'unité ECU de batterie 200 est interrompue, le coefficient de consommation de durée de vie L qui est mémorisé n'est pas effacé. De même, lorsque l'unité ECU de batterie 200 et la batterie au nickel-hydrogène 100 utilisées sont vendues sous forme d'un ensemble, la durée de vie résiduelle de la batterie au nickel-hydrogène 100 peut être calculée avec précision en faisant référence au coefficient de consommation de durée de vie L mémorisé dans la mémoire flash 700.
Donc, conformément au dispositif de calcul du degré de détérioration d'une batterie selon le mode de réalisation de l'invention, la température de la batterie au nickel-hydrogène, la valeur du courant de charge/décharge, la quantité de variation de l'état SOC et autres sont détectées, et la quantité de consommation de durée de vie estimée A fondée sur la température de la batterie, la quantité de consommation de durée de vie estimée B fondée sur la valeur du courant de charge/décharge et la quantité de consommation de durée de vie estimée C fondée sur la variation de l'état SOC sont calculées.
Chacune des trois quantités de consommation de durée de vie estimées ainsi calculées est multipliée par le coefficient de pondération correspondant, grâce à quoi le coefficient de consommation de durée de vie L de la batterie au nickel-hydrogène entière est calculé. A ce moment, les coefficients de pondération par lesquels les quantités de consommation de durée de vie estimées sont multipliées varient sur la base du coefficient de consommation de durée de vie L. Il en résulte qu'il est possible de calculer un coefficient de
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consommation de durée de vie en vue de déterminer la durée de vie de la batterie au nickel-hydrogène qui est plus proche de la durée de vie réelle. Par conséquent, la durée de vie de la batterie au nickel-hydrogène peut être déterminée avec précision.
Donc, le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit dans la description doit être considéré à tous égards comme illustratif et non pas restrictif. La portée technique de l'invention est définie par les revendications, et toutes les modifications qui s'inscrivent dans la signification et la portée d'équivalence des revendications sont de ce fait prévues être englobées dans celle-ci.

Claims (18)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de calcul du degré de détérioration d'une batterie (100), comprenant des moyens de détection (110,120, 130) destinés à détecter plusieurs grandeurs d'états de la batterie (100), caractérisé en ce qu'il comprend : un premier moyen de calcul (200) destiné à calculer plusieurs degrés de détérioration sur la base des plusieurs grandeurs d'états détectées, un moyen de mémorisation (600) destiné à mémoriser les degrés de contribution dont chacun correspond à chacun des plusieurs degrés de détérioration, un second moyen de calcul (200) destiné à calculer un degré de détérioration total de la batterie (100) sur la base des degrés de détérioration et des degrés de contribution, et un troisième moyen de calcul (200) destiné à calculer les degrés de contribution sur la base du degré de détérioration total calculé.
2. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon la revendication 1, dans lequel le premier moyen de calcul (200) calcule les plusieurs degrés de détérioration sur la base d'une température de la batterie (100), d'une valeur du courant de charge/décharge de la batterie (100) et d'un état de charge de la batterie (100).
3. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un moyen de génération (200) destiné à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une limite à l'utilisation de la batterie (100).
4. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un moyen de génération (200) destiné à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une garantie sur la batterie (100).
5. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre
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un moyen de génération de valeur restante (200) destiné à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante de la batterie (100) .
6. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la batterie (100) est une batterie destinée à entraîner un véhicule, laquelle est montée dans le véhicule.
7. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon la revendication 6, comprenant en outre un moyen de génération de valeur restante (200) destiné à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante du véhicule.
8. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre un moyen de mémorisation du degré de détérioration (700) destiné à mémoriser le degré de détérioration total.
9. Dispositif de calcul du degré de détérioration selon la revendication 8, dans lequel le moyen de mémorisation du degré de détérioration (700) conserve le degré de détérioration total même lorsque l'alimentation électrique est interrompue.
10. Procédé de calcul du degré de détérioration d'une batterie (100), comprenant une première étape de détection consistant à détecter plusieurs grandeurs d'états de la batterie (100), caractérisé en ce qu'il comprend : une première étape de calcul consistant à calculer plusieurs degrés de détérioration sur la base des plusieurs grandeurs d'états détectées, une étape de mémorisation consistant à mémoriser les degrés de contribution, dont chacun correspond à chacun des plusieurs degrés de détérioration, une seconde étape de détection consistant à calculer un degré de détérioration total de la batterie (100) sur la base des degrés de détérioration et des degrés de contribution, et
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une troisième étape de calcul consistant à calculer les degrés de contribution sur la base du degré de détérioration total calculé.
11. Procédé de calcul du degré de détérioration selon la revendication 10, dans lequel la première étape de calcul calcule plusieurs degrés de détérioration sur la base d'une température de la batterie (100), d'une valeur de charge/décharge de la batterie (100) et d'un état de la charge de la batterie (100).
12. Procédé de calcul du degré de détérioration selon la revendication 10 ou 11, comprenant en outre une étape de génération consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une limite à l'utilisation de la batterie (100).
13. Procédé de calcul du degré de détérioration selon la revendication 10 ou 11, comprenant en outre un étape de génération consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une garantie sur la batterie (100).
14. Procédé de calcul du degré de détérioration selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, comprenant en outre une étape de génération de valeur restante consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante de la batterie (100) .
15. Procédé de calcul du degré de détérioration selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel la batterie (100) est une batterie destinée à entraîner un véhicule, laquelle est montée dans le véhicule.
16. Procédé de calcul du degré de détérioration selon la revendication 15, comprenant en outre une étape de génération de valeur restante consistant à générer, sur la base du degré de détérioration total calculé, des informations concernant une valeur restante du véhicule.
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17. Procédé de calcul du degré de détérioration selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, comprenant en outre une étape de mémorisation du degré de détérioration consistant à mémoriser le degré de détérioration total.
18. Procédé de calcul du degré de détérioration selon la revendication 17, dans lequel le degré de détérioration total est conservé même lorsque l'alimentation électrique est interrompue.
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