FR2890448A1 - Procede et dispositif d'evaluation de la degradation d'une batterie d'accumulateurs. - Google Patents
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Abstract
Un procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, conforme à l'invention détecte la génération d'un gaz (hydrogène, oxygène, etc.), après le début d'une charge d'une batterie d'accumulateurs au plomb 10 et mesure les caractéristiques électriques (tension, courant, résistance, etc.) de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 lors de la génération du gaz et une concentration de gaz, une quantité de génération de gaz et une vitesse de génération de gaz. Ces valeurs de mesure sont comparées aux résultats de détermination de la relation calculée à l'avance entre l'état de dégradation et ces diverses valeurs et l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est évalué.
Description
1 2890448
PROCEDE ET DISPOSITIF D'EVALUATION DE LA DEGRADATION D'UNE BATTERIE D'ACCUMULATEURS ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé, et à un dispositif utilisant le procédé, d'évaluation d'un état de dégradation d'une batterie d'accumulateurs au plomb utilisée pour des véhicules, etc., en utilisant un gaz généré lors de la charge de la batterie.
2. Description de la technique apparentée
Dans une batterie d'accumulateurs au plomb du type à solution utilisée pour les véhicules, etc., un état dégradé a été détecté par le passé en mesurant le poids volumique d'un électrolyte (acide sulfurique). Cette mesure du poids volumique est exécutée par l'ouverture de la batterie, en prélevant une petite quantité de l'électrolyte à l'intérieur de la batterie et ensuite en exécutant la mesure. Par conséquent, cette mesure ne peut pas être facilement exécutée dans un point de vente de batteries ou dans une station essence. Les performances au démarrage d'une batterie d'accumulateurs au plomb pour des véhicules ont été mesurées en amenant un courant important à circuler pendant plusieurs secondes et en mesurant ensuite la tension à 5 secondes. Lorsque cette mesure est exécutée en utilisant un courant dépassant 100 A, elle ne peut pas être facilement exécutée, de façon similaire à la mesure du poids volumique, et l'examen est limité à un garage spécialisé. En outre, la mesure d'une capacité de la batterie est exécutée en amenant une batterie utilisée à subir une décharge à un courant prédéterminé pendant une durée prédéterminée. Par conséquent, la durée du test est aussi longue que 20 heures ou plus, en incluant un temps de charge, et ceci prend longtemps à un examinateur pour tester la batterie.
Le procédé d'évaluation des performances au démarrage de la batterie d'accumulateurs d'après la tension durant 5 secondes implique la connexion d'une grande pince équipée d'une charge fictive à une borne de batterie. Si la grande pince est accidentellement retirée au cours de la décharge durant une courte durée, une étincelle peut se développer et peut brûler un corps humain. Lorsque le test est exécuté immédiatement après la 2 2890448 fin de la charge, un risque d'explosion existe si une étincelle se produit. Du point de vue de la sécurité, par conséquent, la durée de la décharge en un court instant est de préférence aussi courte que possible. Si le temps de décharge est extrêmement court, cependant, une composante d'inductance d'un câblage, n'ayant aucune relation avec les performances à démarrage de la batterie, ni avec la dégradation de la capacité, affecte une variation de tension transitoire de la décharge, et une mesure correcte ne peut pas être exécutée.
Par conséquent, la publication de brevet non examiné japonais N 7-20087 décrit un procédé qui implique l'adaptation d'un élément de détection d'ions hydrogène à une batterie d'accumulateurs au plomb pour détecter la concentration d'acide sulfurique en tant qu'électrolyte, et surveille en permanence l'état de charge/décharge de la batterie d'accumulateurs au plomb. La publication de brevet non examiné japonais N 9-33620 décrit un procédé qui implique le fonctionnement d'une batterie d'accumulateurs au plomb à un courant constant pendant une courte durée et détecte donc l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb.
Selon le procédé de la publication de brevet non examiné japonais N 720087 qui détecte la concentration de l'électrolyte, cependant, la valeur de détection varie en fonction de la position d'adaptation de l'élément de détection du fait que la concentration de l'électrolyte n'est pas uniforme à l'intérieur de la batterie ou, en d'autres termes, du fait que la concentration est élevée au niveau de la partie de couche supérieure et diminue progressivement en direction de la partie de couche inférieure. Par conséquent, la valeur de détection varie en fonction de la position d'adaptation et on ne peut pas affirmer que ce procédé est un procédé de détection d'état de dégradation efficace.
Le procédé d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs au plomb décrit dans la publication de brevet non examiné japonais N 933620 implique les étapes de raccordement d'une résistance à une batterie d'accumulateurs au plomb par l'intermédiaire d'un commutateur, la fermeture de ce commutateur pendant 200 ps à 1 ms pour décharger la batterie d'accumulateurs au plomb, la mesure d'une différence entre une tension de batterie à l'instant de cette décharge et une tension 3 2890448 de batterie dans un état stable après la décharge, le calcul d'une capacité de la batterie ou d'une tension à 5 secondes d'après la tension de différence et l'évaluation du fait que la batterie est dégradée lorsque la tension est inférieure à une valeur prédéterminée. Conformément à ce procédé, qui utilise une résistance, cependant, la variation de la résistance interne de la batterie d'accumulateurs au plomb n'est pas proportionnelle au degré de dégradation. A savoir, lorsque le degré de dégradation est faible, la quantité de variation est faible et lorsque le degré de dégradation devient important, la quantité de variation devient très importante, en favorisant de cette manière une erreur de détection importante.
RESUME DE L'INVENTION Au vu des problèmes décrits ci-dessus, la présente invention vise à fournir un procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, pouvant évaluer facilement et très précisément un état dégradé d'une batterie d'accumulateurs au plomb, ainsi qu'un dispositif destiné à mettre en pratique le procédé.
Un procédé d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs conforme à un premier aspect de l'invention détecte un gaz généré par une action électrolytique sur l'eau à l'intérieur d'une batterie d'accumulateurs au plomb lors de la charge de la batterie d'accumulateurs au plomb. Lorsqu'un taux de charge est relativement bas au cours de la charge, la proportion principale du courant de charge est stockée à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs mais lorsque le taux de charge se rétablit à un niveau élevé, de l'hydrogène et de l'oxygène apparaissent au niveau d'une plaque négative et d'une plaque positive, respectivement, en raison d'une action électrolytique sur l'eau. L'action électrolytique sur l'eau survient lorsque les potentiels des électrodes à l'intérieur de la batterie atteignent des valeurs suffisantes pour électrolyser l'eau. Par conséquent, l'état de la batterie d'accumulateurs au plomb peut être détecté en détectant ces gaz résultants.
Dans le procédé d'évaluation de dégradation de l'invention décrit cidessus, l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb est estimé en mesurant un courant de charge et une tension de charge simultanément à la détection du gaz généré lors de la charge, et en comparant les valeurs de la 4 2890448 mesure à une valeur de courant prédéterminée et une valeur de tension prédéterminée. Ceci est basé sur la découverte que pour une nouvelle batterie d'accumulateurs au plomb et pour une batterie d'accumulateurs au plomb dégradée, le courant de charge et la tension de charge sont différents lors de la génération du gaz au cours de la charge. En conséquence, l'état de dégradation peut être évalué de façon précise.
Dans le procédé d'évaluation de dégradation de l'invention décrit cidessus, l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb est estimé en comparant une valeur ohmique calculée d'après le courant de charge mesuré et la tension de charge mesurée à une valeur ohmique prédéterminée. Il devient possible de cette manière de détecter l'état de dégradation même dans une batterie d'accumulateurs au plomb placée dans un système de charge dans lequel un courant de charge n'est pas constant.
Dans le procédé d'évaluation de dégradation de l'invention, décrit cidessus, une tension immédiatement après le départ de la charge est stockée à l'instant de la charge, une différence par rapport à la tension de charge au moment de la génération du gaz est calculée et la valeur de différence est comparée à une valeur de différence prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb. Des potentiels des électrodes dans les batteries d'accumulateurs au plomb en général varient en fonction de la concentration (pH) de l'électrolyte à proximité des électrodes. Par conséquent, lorsque les variations (valeur de différence) entre les caractéristiques électriques de la batterie immédiatement après la charge et les caractéristiques électriques au moment de la génération du gaz sont comparées, les influences de la concentration de l'électrolyte contenu dans la batterie sont annulées.
Dans le procédé d'évaluation d'une dégradation de l'invention décrit cidessus, un courant de charge est mesuré au niveau de la tension de charge au moment de la génération du gaz à l'instant de charge de la batterie d'accumulateurs au plomb, une résistance déterminée d'après une tension de différence entre la tension immédiatement après le début de la charge et la tension de charge et d'après le courant de charge est calculée, et l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb 2890448 est évalué en comparant la valeur ohmique ainsi calculée à une valeur ohmique de différence prédéterminée. Il est donc possible d'annuler les influences de la concentration de l'électrolyte et de détecter l'état de dégradation d'une batterie d'accumulateurs au plomb dans un système de charge dans lequel un courant de charge n'est pas constant.
Dans le procédé d'évaluation de dégradation de l'invention décrit cidessus, la quantité du gaz généré au cours de la charge ou sa concentration ou sa vitesse de génération, ou au moins deux d'entre elles sont détectées et chacune des valeurs de détection est comparée à une valeur prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb. Ceci se base sur la découverte que la quantité du gaz résultant, sa concentration et sa vitesse de génération sont différentes entre une nouvelle batterie d'accumulateurs au plomb et une batterie dégradée.
Le procédé d'évaluation de dégradation de l'invention décrit ci-dessus stipule que le gaz est de l'hydrogène ou de l'oxygène ou bien les deux.
Un dispositif d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs au plomb conforme à un autre aspect de l'invention comprend un moyen de détection de gaz destiné à détecter un gaz généré depuis l'intérieur d'une batterie d'accumulateurs au plomb, un moyen de détection de température destiné à détecter une température à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs au plomb, et un moyen de traitement de signaux destiné à traiter des signaux de sortie provenant du moyen de détection de gaz et du moyen de détection de température, où l'état de la batterie d'accumulateurs au plomb est évalué sur la base des données provenant du moyen de traitement de signaux. Cette invention est une invention du dispositif utilisant l'invention ainsi que d'un procédé décrit ci-dessus et ses avantages sont identiques à ceux de l'invention d'un procédé.
Le dispositif d'évaluation de dégradation décrit ci-dessus comprend en outre un moyen de mesure de courant/tension destiné à mesurer un courant et une tension au départ de la charge de la batterie d'accumulateurs au plomb et lors de la génération d'un gaz, où le moyen de traitement de signaux peut calculer une valeur ohmique d'après le courant et la tension mesurés par le moyen de mesure de courant/tension, et l'état de dégradation de 6 2890448 la batterie d'accumulateurs au plomb est évalué par les caractéristiques électriques de la batterie d'accumulateurs au plomb mesurées ou par la différence entre les valeurs des caractéristiques électriques au départ de la charge et lors de la génération du gaz. Cette invention est une invention d'un appareil utilisant l'invention d'un procédé décrit ci-dessus et ses avantages sont les mêmes que ceux de l'invention du procédé.
Dans le dispositif d'évaluation de dégradation décrit ci-dessus, le moyen de détection de gaz détecte non seulement le gaz, mais peut également détecter au moins deux éléments parmi une quantité de gaz, une concentration de gaz et une vitesse de génération de gaz, et l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb est évalué d'après ces données. Cette invention est une invention d'un dispositif utilisant l'invention du procédé décrit ci-dessus et ses avantages sont les mêmes que ceux de l'invention du procédé.
Dans le dispositif d'évaluation de dégradation décrit ci-dessus, le moyen de détection de gaz détecte de l'hydrogène ou de l'oxygène, ou bien les deux, en tant que gaz.
Dans le dispositif d'évaluation de dégradation décrit ci-dessus, le moyen de détection de gaz est installé au niveau d'un passage d'évacuation de gaz d'un bouchon pour un accès à un liquide de la batterie d'accumulateurs au plomb.
Une batterie d'accumulateurs au plomb conforme à un autre 25 aspect de l'invention comprend un dispositif d'évaluation de dégradation décrit cidessus.
La présente invention peut être comprise plus en détail d'après la description des modes de réalisation préférés de l'invention, présentés ci-dessous, en même temps que les dessins annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Sur les dessins: La figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'une batterie d'accumulateurs au plomb.
La figure 2 est une vue explicative destinée à expliquer l'installation d'un détecteur de gaz à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs au plomb conforme à l'invention.
La figure 3 est un graphe représentant les variations d'une tension, d'un courant et d'une concentration d'hydrogène lors de la charge de la batterie d'accumulateurs au plomb.
7 2890448 Les figures 4A et 4B sont des schémas synoptiques représentant les dispositifs d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs conforme au mode de réalisation 1 (figure 4A) et au mode de réalisation 2 (figure 4B) de l'invention, respectivement.
La figure 5 est un organigramme représentant un procédé d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs conforme à un mode de réalisation de l'invention.
La figure 6 est un graphe représentant la variation d'une 10 concentration d'hydrogène résultante en raison de la dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb.
La figure 7 est un graphe représentant la variation d'une tension de charge lors de la génération d'hydrogène en raison de la dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb.
La figure 8 est un graphe représentant la variation d'un courant de charge lors de la génération d'hydrogène en raison de la dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb.
La figure 9 est un graphe représentant la variation d'une valeur ohmique calculée d'après le courant et la tension lors de la génération d'hydrogène en raison de la dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb.
La figure 10 est un graphe représentant la différence entre une tension lors de la génération d'hydrogène en raison de la dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb et une tension immédiatement après le début de la charge, et La figure 11 est un graphe représentant la valeur ohmique calculée à partir du courant lors de la génération d'hydrogène en raison de la dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb et la tension lors de la génération d'hydrogène.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Un procédé d'évaluation de la dégradation d'une batterie d'accumulateurs, et un dispositif pour le procédé conforme à un mode de réalisation de l'invention, seront expliqués ci-après en faisant référence aux dessins annexés. La batterie d'accumulateurs de l'invention est une batterie d'accumulateurs au plomb à titre d'exemple. La figure 1 représente une structure en coupe simplifiée de la batterie d'accumulateurs au plomb. La figure 2 est une vue en perspective de la batterie d'accumulateurs au plomb et explique une installation d'un détecteur de gaz. La batterie d'accumulateurs au plomb 10 est 8 2890448 l'accumulateur le plus caractéristique et est constituée par une plaque positive 1, une plaque négative 2, un séparateur 3, un électrolyte 4, un bac 5 et un couvercle 6. En d'autres termes, la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est fabriquée en reliant soit en parallèle, soit en série, une pluralité d'accumulateurs ayant chacun les plaques négatives et positives 2 et 1 agencées de façon à s'opposer les unes les autres en ayant le séparateur 3 au milieu, et en logeant les accumulateurs dans le bac de résine synthétique 5 rempli de l'électrolyte 4.
La plaque positive 1 est produite en conditionnant une pâte, préparée en malaxant une poudre d'oxyde de plomb avec de l'acide sulfurique dilué, à l'intérieur d'une grille de plomb ou d'un alliage de plomb, et en exécutant ensuite un séchage, un vieillissement et un formage. La plaque positive 1 utilise du dioxyde de plomb (PbO2) en tant que matériau actif positif. La plaque négative 2 utilise une plaque du type pâte préparée de la même manière que la plaque positive, mais du plomb (Pb) est utilisé en tant que matériau actif négatif. L'électrolyte 4 utilise une solution aqueuse d'acide sulfurique (H2SO4).
Une borne positive la communiquant électriquement avec la plaque positive 1 et une borne négative 2a communiquant électriquement avec la plaque négative 2 sont prévues dans le couvercle 6. Six bouchons d'accès à un liquide, au total, correspondant chacun à l'accumulateur, destinés à ajouter de l'eau consommée à l'intérieur de l'élément sont en outre disposés sur le couvercle 6 comme représenté sur la figure 2. Un passage d'évacuation de gaz 7a destiné à évacuer le gaz généré à l'intérieur de l'élément est formé dans chaque bouchon d'accès à un liquide 7 pour empêcher la montée de la tension interne de l'élément.
La réaction suivante a lieu au niveau de chacune des plaques positive et négative lors de la décharge dans la batterie d'accumulateurs au plomb.
Plaque négative: Pb + H2SO4 + 2H2O -4 PbSO4 + 2H3O+ + 2e- ... (1) Plaque positive: PbO2 + H2SO4 + 2H3O+ + 2e- -4 Pb504 + 4H2O... (2) En d'autres termes, la réaction suivante survient dans l'ensemble au moment de la décharge: PbO2 + Pb + 2H2SO4 -4 PbSO4 + 2H2O... (3) 9 2890448 Des réactions inverses aux réactions (1), (2) et (3) ont lieu au moment de la charge.
L'électrolyse de l'eau survient au niveau des plaques négatives et positives comme une réaction secondaire lorsque la 5 batterie d'accumulateurs au plomb est chargée: Plaque négative: 2H20+ + 2e- * H2 + 2H2O... (4) Plaque positive: 3H20 * 02/2 + 2H20+ + 2e- ... (5) La figure 3 représente le résultat d'un examen des variations de la tension, du courant et de la concentration d'hydrogène au moment de la charge de la batterie d'accumulateurs au plomb. Selon cet examen, l'hydrogène commence à apparaître à l'instant auquel environ 15 minutes se sont écoulées depuis le début de la charge. La génération d'hydrogène est légère au stade initial mais augmente considérablement après qu'environ 40 minutes se sont écoulées depuis le début de la charge, et est stabilisée à la limite inférieure dès l'instant auquel la concentration d'hydrogène atteint le maximum après qu'environ 80 minutes se sont écoulées depuis le début de la charge. En ce qui concerne le comportement du courant, le courant commence à diminuer considérablement dès le début de la génération d'hydrogène et est stabilisé à la limite inférieure de l'instant auquel la concentration d'hydrogène atteint le maximum. En ce qui concerne la tension, la tension commence à augmenter dès le début de de la limite supérieure d'hydrogène débute.
Par conséquent, charge est stockée à l'intérieur de la batterie lorsque le taux cours de la charge de la batterie au et l'oxygène sont générés depuis la en raison l'eau lorsque le taux de charge action électrolytique sur l'eau d'électrode à l'intérieur de la batterie atteint une valeur suffisante pour une électrolyse de l'eau. Par conséquent, ce mode de réalisation détecte l'état de la batterie d'accumulateurs au plomb en détectant ces gaz résultants.
la charge et est stabilisée au niveau de l'instant auquel la génération la proportion principale du courant de de charge est faible au plomb, mais l'hydrogène plaque négative et la plaque positive, respectivement, de l'action électrolytique sur atteint un niveau élevé. Cette survient du fait que la partie 2890448 Par conséquent, ce mode de réalisation dispose d'un détecteur de gaz 11 en tant que moyen de détection de gaz au niveau d'un passage d'évacuation de gaz 7a de chaque bouchon d'accès à un liquide 7. Le détecteur de gaz 11 peut être disposé pour chaque bouchon d'accès à un liquide 7 ou les passages d'évacuation de gaz 7a des bouchons d'accès à un liquide 7 peuvent être reliés à une position et le détecteur de gaz 11 peut être disposé à cette position. En outre, en variante, le détecteur de gaz 11 peut être disposé au niveau du passage d'évacuation de gaz 7a d'un seul bouchon d'accès à un liquide 7 en tant que position représentative. Le détecteur de gaz 11 peut en outre être disposé à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs au plomb.
En dehors de la simple détection du gaz, certains détecteurs de gaz peuvent détecter également la quantité et la concentration du gaz et sa vitesse de génération. En outre, le détecteur de gaz peut détecter à la fois l'hydrogène et l'oxygène en tant que gaz.
Les figures 4A et 4B sont des schémas simplifiés représentant des dispositifs d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, conformes aux modes de réalisation 1 et 2 de l'invention, respectivement. Dans le mode de réalisation 1 représenté sur la figure 4A, le dispositif d'évaluation de dégradation comprend un détecteur de gaz 11 en tant que moyen de détection de gaz, un thermomètre 12 en tant que moyen de détection de température destiné à détecter la température à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs au plomb, un appareil de mesure de courant/tension 13 en tant que moyen de mesure de courant/tension destiné à mesurer un courant et une tension de la batterie d'accumulateurs et un dispositif de traitement de signaux 14 en tarit que moyen de traitement de signaux destiné à traiter des signaux de sortie provenant du détecteur de gaz 11, du thermomètre 12 et de l'appareil de mesure de courant/tension 13. La raison pour laquelle le détecteur de gaz 11 est capable de détecter non seulement le gaz, mais également la quantité, la concentration et la vitesse de génération du gaz est due au fait que ces caractéristiques présentent une corrélation avec la dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 et l'état de dégradation de la 11 2890448 batterie d'accumulateurs au plomb 10 peut être évalué à partir de celles-ci comme il sera décrit ultérieurement.
Le thermomètre 12 est disposé à l'intérieur de l'électrolyte 4 de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 comme représenté sur la figure 1. La température à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 présente une relation étroite avec l'état d'apparition du gaz. L'apparition du gaz est favorisée lorsque la température est élevée et est réduite lorsque la température est basse. Par conséquent, la valeur d'évaluation de l'état de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est corrigée par la température. L'appareil de mesure de courant/tension 13 mesure les caractéristiques électriques de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 au début de la charge et au cours de l'apparition du gaz et les compare. De cette manière, l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 peut être évalué.
Dans le mode de réalisation 1 représenté sur la figure 4A, les signaux de sortie provenant du détecteur de gaz 11, du thermomètre 12 et de l'appareil de mesure de courant/tension 13 sont envoyés vers le dispositif de traitement de signaux 14 en tant que moyen de calcul de signaux et le résultat est calculé ici. Le dispositif de traitement de signaux 14 calcule une valeur ohmique d'après le courant et la tension qui sont mesurés. Les données traitées par le dispositif de traitement de signaux 14 sont envoyées à une unité de commande électronique (ECU) 15.
Dans le mode de réalisation 2 représenté sur la figure 4B, le dispositif de traitement de signaux 14 est incorporé dans l'unité ECU 15.
La figure 5 représente, à l'aide d'un organigramme, un procédé d'évaluation de dégradation de la batterie d'accumulateurs conforme à ce mode de réalisation. Pour commencer, la charge de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est lancée à l'étape S1. Ensuite, l'appareil de mesure de courant/tension 13 mesure la tension immédiatement après le début de la charge à l'étape S2 et l'unité ECU 15 mémorise la valeur de mesure. Le détecteur de gaz 11 détecte le gaz généré à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 à l'étape S3. Le déroulement passe au déroulement de l'évaluation de la dégradation lorsqu'un taux de charge de la batterie 12 2890448 d'accumulateurs au plomb 10 est rétabli à un niveau élevé et que la batterie atteint un état prédéterminé.
Les cinq procédés suivants sont concevables en tant que déroulement d'évaluation de dégradation (procédé). Dans le premier procédé d'évaluation de dégradation, le déroulement se poursuit à l'étape S4 lorsque l'apparition du gaz est détectée à l'étape S3, et le détecteur de gaz 11 détecte la valeur maximum de la concentration du gaz résultant ou la quantité de génération du gaz, ou bien la valeur maximum de la vitesse d'apparition du gaz ou au moins deux de ces caractéristiques. Ensuite, le déroulement se poursuit à l'étape S5 où la valeur détectée est comparée à une valeur prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation à l'étape S6'. En d'autres termes, la capacité de charge totale (Ah) est importante lorsque la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est nouvelle et que la concentration d'hydrogène généré (%) est faible lorsque l'hydrogène est détecté comme gaz de génération comme représenté sur la figure 6. La capacité de charge totale (Ah) diminue avec la progression de la dégradation de la batterie, et la concentration d'hydrogène (%) est susceptible d'augmenter. Par conséquent, la concentration d'hydrogène d'environ 9 % est établie en tant que valeur d'évaluation (valeur prédéterminée) et lorsque la concentration de l'hydrogène résultant dépasse 9 la batterie est évaluée comme étant dégradée. D'autres quantités de génération et vitesses de génération ne sont pas représentées sous forme d'un graphe mais, du fait que l'observation concernant la concentration est également tenue pour vraie, l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb 10 peut être évalué en établissant une valeur prédéterminée et en la comparant à la valeur de détection. La même observation est également tenue pour vraie concernant l'oxygène. Lorsque l'oxygène est utilisé en tant que gaz de détection, cependant, la précision de la détection peut chuter du fait que l'oxygène existe dans l'air.
Selon le second procédé de d'évaluation de dégradation, le déroulement se poursuit à l'étape S6 lorsque le gaz apparaît à l'étape S3 et le courantet la tension au moment de la génération du gaz sont mesurés par l'appareil de mesure de courant/tension 13. Le déroulement se poursuit ensuite à l'étape S10 et ces valeurs de mesure sont comparées à des valeurs 13 2890448 prédéterminées de façon à évaluer l'état de dégradation à l'étape S11. En d'autres termes, lorsque l'hydrogène est détecté en tant que gaz de génération, la capacité de charge totale (Ah) est importante lorsque la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est nouvelle et que la tension (V) est basse. Tandis que la capacité de charge totale (Ah) diminue avec la progression de la dégradation de la batterie, la tension (V) à cet instant est susceptible d'augmenter. Par conséquent, la tension au moment de la capacité de charge totale d'environ 14,8 V est établie comme valeur d'évaluation (valeur prédéterminée) et lorsque la tension dépasse cette valeur, une évaluation de dégradation est réalisée. Comme pour le courant, la capacité de charge totale (Ah) est importante et il s'agit de la limite supérieure au courant de charge (A) à cet instant lorsque la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est nouvelle. Cependant, la capacité de charge totale (Ah) diminue avec la progression de la dégradation. Bien que le courant de charge (A) ne chute pas beaucoup au début, il est susceptible de chuter progressivement avec la progression de la dégradation. Par conséquent, un courant d'environ 18,5 A au moment de la capacité de charge totale (Ah) est établi en tant que valeur d'évaluation (valeur prédéterminée) et la batterie est estimée comme devenant dégradée lorsque le courant est inférieur à cette valeur. L'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb peut être évalué par un procédé similaire même lorsque le gaz est l'oxygène ou contient à la fois de l'oxygène et de l'hydrogène.
Selon le troisième procédé d'évaluation de dégradation, le déroulement se poursuit à l'étape S7 après que le courant et la tension au moment de la génération du gaz ont été mesurés par l'appareil de mesure de courant/tension 13 et la valeur ohmique est calculée d'après la valeur du courant et la valeur de la tension mesurées par le dispositif de traitement de signaux 14. Ensuite, le déroulement se poursuit à l'étape S10 et la valeur ohmique calculée est comparée à une valeur ohmique prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation à l'étape S11. En d'autres termes, dans le cas où l'hydrogène en tant que gaz est généré, la capacité de charge totale (Ah) est importante lorsque la batterie d'accumulateurs au plomb 10 est nouvelle et que sa valeur ohmique (Q) est basse. Tandis que la capacité de charge totale (Ah) diminue avec la progression de la dégradation de la batterie, la valeur ohmique (0) à cet instant est susceptible d'augmenter. Par conséquent, la valeur ohmique d'environ 0,80 Ç est établie en tant que valeur d'évaluation (valeur prédéterminée) et lorsque la valeur ohmique dépasse cette valeur, la batterie est estimée comme devenant dégradée. L'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb peut être évalué par un procédé similaire même lorsque le gaz est l'oxygène ou contient à la fois de l'oxygène et de l'hydrogène.
Conformément au quatrième procédé d'évaluation de dégradation, le courant et la tension au moment de la génération du gaz sont mesurés à l'étape S6 et le déroulement se poursuit ensuite à l'étape S8 où la différence (valeur de variation) entre la tension au début de la charge, qui est mesurée à l'étape S2, et la tension au moment de la génération du gaz, qui est mesurée à l'étape S6, est calculée. Ensuite, le déroulement se poursuit à l'étape S10 où la valeur de différence (valeur de variation de tension) calculée à l'étape S6 est comparée à une valeur de différence prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation à l'étape S11. En d'autres termes, comme pour la valeur de variation (V) de la tension immédiatement après le début de la charge à la tension au moment de la génération de l'hydrogène lorsque de l'hydrogène est détecté en tant que gaz de génération et que la charge est effectuée à un courant constant depuis un état de batterie prédéterminé (taux de charge de 0 par exemple) comme représenté sur la figure 10, par exemple, la capacité de charge totale (Ah) est importante et la valeur de variation de tension (V) est faible lorsque la batterie d'accumulateurs au plomb (10) est nouvelle mais, lorsque la dégradation de la batterie se poursuit, la capacité de charge totale (Ah) diminue alors que la valeur de variation de tension est susceptible d'augmenter. Par conséquent, la valeur de variation de tension d'environ 2,4 V à l'instant de la capacité de charge totale est établie comme une valeur d'évaluation (valeur prédéterminée) et la valeur est évaluée comme se dégradant lorsque la valeur de variation de tension dépasse cette valeur prédéterminée. L'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb peut être évalué par un procédé similaire lorsque le gaz est l'oxygène ou contient à la fois de l'oxygène et de l'hydrogène.
2890448 Selon le cinquième procédé d'évaluation de dégradation, le déroulement se poursuit à l'étape S9 après que la différence, (valeur de variation) entre la tension au début de la charge qui est mesurée à l'étape S2 et la tension au moment de la génération du gaz qui est mesurée à l'étape S6, est calculée. A l'étape S9, la valeur ohmique est calculée en utilisant la valeur de différence (valeur de variation) calculée à l'étape S8 et le courant au moment de la génération du gaz qui est mesuré à l'étape S6. Ensuite, le déroulement se poursuit à l'étape S10 et la valeur ohmique calculée à l'étape S9 est comparée à une valeur ohmique de différence prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation à l'étape S11. La valeur ohmique (mQ) calculée à partir du courant au moment de la génération de l'hydrogène et d'après la tension de différence (valeur de variation de tension) entre la tension immédiatement après le début de la charge et la tension au moment de la génération de l'hydrogène dans le cas où l'hydrogène est le gaz de génération lorsque la batterie est chargée à un courant constant depuis un état de batterie prédéterminé (taux de charge de 0 par exemple) comme représenté sur la figure 11, est à présent considérée. Lorsque la batterie d'accumulateurs au plomb est nouvelle, la capacité de charge totale (ah) est importante et la valeur ohmique (mQ) calculée à partir de la valeur de variation de tension est faible. Lorsque la dégradation de la batterie d'accumulateurs se poursuit, cependant, la capacité de charge totale (Ah) diminue alors que la valeur ohmique (mQ) est susceptible d'augmenter. Par conséquent, une valeur ohmique d'environ 130 mf2 au moment de la capacité de charge totale est établie en tant que valeur d'évaluation (valeur prédéterminée) et la batterie est évaluée comme se dégradant lorsque cette valeur est dépassée. L'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb peut être évalué par un procédé similaire lorsque le gaz est l'oxygène ou contient à la fois de l'oxygène et de l'hydrogène.
A ce propos, lorsque la décharge est lancée sans atteindre la génération du gaz après le début de charge dans les procédés décrits ci-dessus, une détection d'état similaire est exécutée lors d'une occasion séparée. L'expression "état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb" utilisée dans l'invention représente le fait que la batterie d'accumulateurs au plomb est dans l'état tel qu'une sulfatation (où les cristaux 16 2890448 du sulfate de plomb-acide deviennent si importants que l'état d'origine de la batterie ne peut pas être rétabli même lorsque la charge est réalisée), une perte de solution, un ajout d'eau excessif, une corrosion de la grille, et un ramollissement.
Comme expliqué ci-dessus, la présente invention détecte la génération du gaz après le début de la charge de la batterie d'accumulateurs au plomb, détecte les caractéristiques électriques de la batterie d'accumulateurs et la concentration, la quantité et la vitesse de génération du gaz, et évalue l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb en comparant ces valeurs de mesure avec les résultats de détermination de la relation calculée à l'avance entre l'état de dégradation et ces facteurs. Du fait que la génération du gaz et les caractéristiques électriques au moment de la génération sont ainsi détectées, il devient possible non seulement de détecter facilement l'état de la batterie d'accumulateurs au plomb, mais également de détecter individuellement la dégradation de la plaque positive et de la plaque négative de la batterie d'accumulateurs au plomb et la dégradation de l'électrolyte en fonction du type du gaz détecté.
Bien que l'invention ait été décrite en faisant référence à des modes de réalisation spécifiques choisis à des fins d'illustration, il sera évident que de nombreuses modifications pourront être apportées à celle- ci, par l'homme de l'art, sans s'écarter du concept et de la portée de base de l'invention.
Claims (1)
17 REVENDICATIONS
1. Procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, destiné à évaluer un état de dégradation d'une batterie d'accumulateurs au plomb (10), comprenant l'étape consistant à : détecter un état de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) en détectant un gaz, généré par une action électrolytique sur de l'eau à l'intérieur de la batterie d'accumulateurs au plomb (10), au moment de la charge de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10).
2. Procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, selon la revendication 1, dans lequel l'état de dégradation de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) est évalué en mesurant un courant de charge et une tension de charge simultanément à la détection du gaz généré au moment de la charge de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10), et en comparant les valeurs de mesure à une valeur de courant prédéterminée et une valeur de tension prédéterminée.
3. Procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, selon la revendication 2, dans lequel l'état de dégradation de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) est évalué en comparant une valeur ohmique, calculée à partir du courant de charge mesuré et de la tension de charge mesurée, à une valeur ohmique prédéterminée.
4. Procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, selon la revendication 1, dans lequel une tension immédiatement après le début d'une charge est stockée au moment de la charge de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10), une différence par rapport à la tension de charge au moment de la génération du gaz est calculée et la différence est comparée à une valeur de différence prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10).
5. Procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie 40 d'accumulateurs, selon la revendication 4, dans lequel un courant de charge est mesuré avec la tension de charge lors de la génération du gaz au moment de la charge de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10), une valeur ohmique déterminée d'après une tension de différence entre la tension immédiatement après le début de la charge et ladite tension de charge et d'après le courant de charge est calculée, et l'état de dégradation de la batterie d'accumulateurs au plomb (10) est évalué en comparant la valeur ohmique ainsi calculée à une valeur ohmique de différence prédéterminée.
6. Procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, selon la revendication 1, dans lequel la quantité du gaz généré au cours de la charge de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) ou sa concentration ou bien sa vitesse de génération ou au moins deux de ces caractéristiques sont détectées et chacune des valeurs de détection est comparée à une valeur prédéterminée pour évaluer l'état de dégradation de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10).
7. Procédé d'évaluation de dégradation, pour une batterie d'accumulateurs, selon la revendication 1, dans lequel ledit gaz est l'hydrogène ou l'oxygène ou bien les deux.
8. Dispositif d'évaluation de dégradation destiné à évaluer 25 un état de dégradation d'une batterie d'accumulateurs au plomb (10), comprenant: un moyen de détection (11) destiné à détecter un gaz généré depuis l'intérieur de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10), un moyen de détection de température (12) destiné à détecter une température à l'intérieur de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10), et un moyen de traitement de signaux (14) destiné à traiter un signal de sortie provenant dudit moyen de détection de gaz (11) 35 et dudit moyen de détection de température (12), dans lequel_ l'état de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) est évalué d'après les données provenant dudit moyen de traitement de signaux (14).
9. Dispositif d'évaluation de dégradation selon la É revendication 8, comprenant en outre: un moyen de mesure de courant/tension (13) destiné à mesurer un courant et une tension au début de la charge de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) et au moment de la génération d'un gaz, dans lequel ledit moyen de traitement de signaux (14) peut calculer une valeur ohmique d'après le courant et la tension mesurés par ledit moyen de mesure de courant/tension (13), et l'état de dégradation de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) est évalué par les caractéristiques électriques mesurées de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) ou les valeurs de différence des caractéristiques électriques entre le début de la charge et le moment de la génération du gaz.
10. Dispositif d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs selon la revendication 8, dans lequel ledit moyen de détection de gaz (11) détecte non seulement le gaz, mais peut détecter également au moins deux éléments parmi une quantité de gaz, une concentration de gaz et une vitesse de génération de gaz, et l'état de dégradation de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10) est évalué d'après ces données.
11. Dispositif d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs selon la revendication 8, dans lequel ledit moyen de détection de gaz (11) détecte l'hydrogène ou l'oxygène, ou bien les deux, en tant que gaz.
12. Dispositif d'évaluation de dégradation d'une batterie d'accumulateurs selon la revendication 8, dans lequel ledit moyen de détection de gaz (11) est installé au niveau d'un passage d'évacuation de gaz (7a) d'un bouchon (7) pour un accès à un liquide de ladite batterie d'accumulateurs au plomb (10).
13. Batterie d'accumulateurs au plomb (10) comprenant un dispositif d'évaluation de dégradation selon la revendication 8.
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