FR2937147A1

FR2937147A1 - Procede de determination de l'etat de charge d'une batterie d'un vehicule automobile

Info

Publication number: FR2937147A1
Application number: FR0956414A
Authority: FR
Inventors: Ulrich Eger; Alexander Dyck; Sargon Youssef
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; FWB KUNSTSTOFFTECHNIK GmbH
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2010-04-16
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: DE102008051033A1; DE102008051033B4; FR2937147B1; US8222859B2; US20100090660A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de détermination de l'état de charge d'une batterie d'un véhicule automobile, dans lequel une tension électrique de la batterie du véhicule est mesurée et l'état de charge électrique de cette dernière est déterminé sur la base de la tension mesurée de la batterie du véhicule. Selon l'invention, une température de la batterie du véhicule est mesurée au moyen d'un capteur, séparé physiquement de la batterie du véhicule, l'état de charge de la batterie étant déterminé sur la base de la tension mesurée de la batterie du véhicule et sur la base de la température mesurée de la batterie du véhicule.

Description

La présente invention concerne un procédé de détermination de l'état de charge d'une batterie d'un véhicule automobile, une tension électrique de la batterie du véhicule étant mesurée et l'état de charge électrique de celle-ci étant déterminé sur la base de la tension mesurée de la batterie du véhicule. Dans un véhicule automobile sont mis en place une pluralité de consommateurs électriques qui absorbent de l'énergie électrique, même lorsque le groupe moteur du véhicule automobile est arrêté. Parmi ces consommateurs électriques figurent, par exemple, un système de protection contre le vol ou le système GPS du véhicule. La consommation d'énergie électrique de ceux-ci lorsque le moteur est arrêté entraîne la décharge de la batterie du véhicule, étant donné que celle-ci ne peut pas être rechargée par le groupe moteur. Ainsi, lorsqu'un véhicule automobile n'a pas roulé pendant une période de temps relativement longue, il peut en résulter que les consommateurs électriques du véhicule soient mis hors service, c'est-à-dire que, par exemple, le système antivol du véhicule ne soit plus actif. Dans le cas extrême, il peut même arriver que la batterie de démarrage du véhicule soit déchargée, de telle sorte qu'un démarrage du moteur n'est possible qu'au moyen d'une aide au démarrage externe. Pour empêcher une telle décharge de la batterie du véhicule, ainsi qu'une désactivation des consommateurs électriques, qui absorbent de l'énergie électrique même lorsque moteur est arrêté, il est déjà connu dans la pratique de raccorder au réseau de bord du véhicule un chargeur de batterie au moyen duquel la consommation de courant des consommateurs électriques peut être compensée, afin de maintenir ainsi la batterie du véhicule à un état de charge, dans lequel les consommateurs électriques, actifs également lorsque le moteur est arrêté, puissent fonctionner de manière fiable.

Lorsque aucune alimentation électrique du réseau n'est disponible pour le fonctionnement d'un chargeur de batterie, il faut utiliser des chargeurs de batterie qui peuvent fonctionner sans alimentation électrique par le réseau. De tels chargeurs de batterie, aptes à fonctionner sans alimentation électrique du réseau, sont par exemple des chargeurs du type pile à combustible.

Afin de pouvoir garantir une longue disponibilité, c'est-à-dire une longue durée de vie d'un tel chargeur indépendant du réseau, il faut que celui-ci ne soit utilisé pour ne charger la batterie que lorsque cela est nécessaire, compte tenu de l'état de charge de cette batterie. Pour commander un chargeur de batterie indépendant de l'alimentation du réseau, la connaissance de l'état de charge électrique de la batterie du véhicule revêt donc une importance décisive. Par la pratique, il est connu de déterminer l'état de charge électrique d'une batterie de véhicule automobile sur la base d'une tension de la batterie, calculée à partir d'une technique de mesure.

Toutefois, seule une détermination relativement imprécise de l'état de charge électrique de la batterie est possible. À partir de là, le problème sur lequel se fonde la présente invention consiste à concevoir un nouveau procédé de détermination de l'état de charge d'une batterie de véhicule automobile, qui permette de déterminer l'état de charge électrique avec une plus grande précision. Ce problème est résolu par un procédé destiné à déterminer l'état de charge de la batterie d'un véhicule automobile, du type précité. Selon l'invention, une température de la batterie du véhicule est déterminée au moyen d'un capteur, séparé physiquement de la batterie du véhicule, l'état de charge de la batterie étant déterminé à l'appui de la tension mesurée pour la batterie du véhicule, ainsi qu'à l'appui de la température mesurée pour la batterie du véhicule. Selon la présente invention, il est proposé, au moyen d'un capteur séparé physiquement de la batterie du véhicule et donc extérieur à celle-ci, de mesurer la température de la batterie et de déterminer son état de charge, d'une part en fonction de la tension mesurée pour la batterie et, d'autre part en fonction de la température mesurée pour la batterie. Il en résulte une détermination nettement plus précise de l'état de charge électrique de la batterie, la température de celle-ci étant mesurée par un dispositif extérieur à la batterie. Pour la détermination selon l'invention de l'état de charge, il n'est donc pas nécessaire de connecter ou activer un dispositif de commande d'un réseau de bord du véhicule. Des modes de réalisation préférés de l'invention ressortiront de la 10 description ci-après, d'exemples de réalisation de l'invention, représenté sur le dessin, sur lequel : la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile, en vue de mettre en évidence le procédé selon l'invention, ; et la figure 2 est un schéma logique destiné également à mettre en 15 évidence le procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention, destiné à déterminer l'état de charge d'une batterie d'un véhicule automobile, est décrit ci-après de manière détaillée par référence aux figures 1 et 2. La figure 1 représente un véhicule automobile très schématisé, 20 ledit véhicule selon la figure 1 comportant un groupe moteur 10, une batterie 11 et un réseau de bord 12. Lorsque le moteur 10 tourne, la batterie du véhicule 11 peut être chargée par lui. Par contre, lorsque le moteur 10 est à l'arrêt, le chargement de la batterie 11 n'est pas possible. Cependant, étant donné que certains consommateurs 25 électriques du véhicule, tels qu'un système antivol, consomment de l'énergie électrique même lorsque le moteur 10 est à l'arrêt, l'état de charge de la batterie 11 diminue lorsque le moteur 10 est à l'arrêt. Selon la figure 1, un chargeur de batterie 13 est raccordé au réseau de bord 12 du véhicule, le chargeur de batterie 13 étant un chargeur de batterie indépendant de l'alimentation du réseau, tel qu'un chargeur de batterie du type pile à combustible. Le chargeur de batterie 13 est destiné à être activé pour recharger la batterie 11 chaque fois que l'état de charge de celle-ci est inférieur à une valeur limite définie. Par contre, lorsque l'état de charge de la batterie 11 est supérieur à ladite valeur limite définie, le chargeur 13 ne doit pas être activé, mais désactivé pour garantir ainsi une durée de vie aussi longue que possible du chargeur 13. Il convient de remarquer ici que le chargeur de batterie 13 indépendant de l'alimentation du réseau peut être raccordé au réseau de bord 12 du véhicule, par exemple via une prise de courant du réseau de bord de celui-ci. La détermination de l'état de charge électrique de la batterie du véhicule 11 s'effectue, selon la présente invention, sur la base d'une tension électrique mesurée de la batterie 11, ainsi qu'en plus, sur la base d'une température mesurée de la batterie 11, la température de la batterie 11 étant mesurée au moyen d'un capteur, externe à la batterie, qui est séparé physiquement de la batterie du véhicule 11 et qui est, de préférence, une pièce intégrante du chargeur de batterie 13. L'état de charge de la batterie 11 est déterminé en fonction de la tension électrique mesurée et de la température mesurée de ladite batterie. Des détails du procédé selon l'invention, destiné à déterminer l'état de charge électrique de la batterie du véhicule 11, sont décrits ci-après par référence au schéma logique de la figure 2.

Au cours d'une première étape 20, il est contrôlé si les conditions de détermination de l'état de charge électrique de la batterie du véhicule 11 sont remplies. Ainsi la détermination selon l'invention de l'état de charge de la batterie 11 ne commence que lorsque le moteur 10 est à l'arrêt. En outre, lorsque le moteur 10 est à l'arrêt, la détermination selon l'invention de l'état de charge de la batterie 11 ne s'effectue qu'à des intervalles de temps définis, à savoir 24 heures ou 48 heures, par exemple, étant donné lorsque le moteur 10 est à l'arrêt, l'état de charge de la batterie 11 ne varie que lentement et il n'est donc pas nécessaire de déterminer sur de courts laps de temps cet état de charge.

Les intervalles de temps définis, pendant lesquels est déterminé l'état de charge de la batterie 11, peuvent être définis de manière fixe ou peuvent aussi être variables ou dynamiques. Il est ainsi possible de prévoir que les intervalles de temps dépendent de l'état de charge de la batterie 11, les intervalles de temps étant alors d'autant plus grands que l'état de charge est élevé. Par ailleurs, les intervalles de temps peuvent être fonction des différences de température entre une température diurne et une température nocturne, les intervalles de temps étant alors d'autant plus grands que les différences de température sont faibles entre la température diurne et la température nocturne. Si les conditions définies pour une détermination selon l'invention de l'état de charge électrique de la batterie 11 sont réunies dans le bloc 20, on passe alors de l'étape 20 à l'étape 21. Par contre, si les conditions définies pour une détermination selon l'invention de cet état de charge ne sont pas remplies au cours de l'étape 20, il se produit alors, par une boucle, un retour à l'étape 20. Au cours de l'étape 21 du schéma logique de la figure 2, il est effectué au moyen du capteur externe à la batterie, lequel dans l'exemple de réalisation représenté est une partie intégrante du chargeur de batterie 13, une détermination de la température par plusieurs mesures successives, sachant qu'au cours d'une étape 22 consécutive, il est contrôlé si les valeurs de température mesurées à cette occasion se différencient les unes des autres à l'intérieur d'une marge de tolérances acceptable.

Si au cours de l'étape 22, il est constaté que les différences entre les valeurs de température, mesurées dans l'étape 21, se situent à l'intérieur de la marge de tolérances acceptable, il en est donc conclu que les conditions sont stationnaires et on passe à l'étape 23, sachant qu'au cours de l'étape 23, une valeur de température mesurée par le capteur est déterminée comme la température de la batterie. Il est également possible d'utiliser comme température de la batterie 11 une valeur moyenne des valeurs de température enregistrées par une technique de mesure au cours de l'étape 21.

Par contre, s'il est constaté au cours de l'étape 22 que les différences entre les valeurs de température mesurées au cours de l'étape 21 ne se situent pas à l'intérieur de la marge de tolérances acceptable, il est alors supposé qu'il n'existe pas de conditions stationnaires et on passe de l'étape 22 à l'étape 24, sachant qu'à l'expiration d'un temps d'attente défini, on retourne à partir de l'étape 24 à nouveau vers l'étape 20. Après la détermination de la température de la batterie 11 au cours de l'étape 23, la tension électrique de celle-ci est mesurée au cours de l'étape 25, à savoir de préférence au moyen d'un capteur externe à la batterie, lequel est également une partie intégrante du chargeur 13, sachant que, comme il a déjà été expliqué, le chargeur de batterie 13 est raccordé de préférence au réseau de bord 12 du véhicule via une prise de courant du réseau de bord. En corrélation avec la détermination de la tension électrique de la batterie du véhicule 11 au cours de l'étape 25, il convient de remarquer que ladite détermination de la tension peut être effectuée en concordance avec la détermination de la température de la batterie du véhicule, de telle sorte qu'au cours de plusieurs mesures successives, il est déterminée respectivement une valeur de mesure pour la tension de la batterie 11 et ensuite, lorsque les différences entre les valeurs de tension, mesurées à cette occasion, se situent à l'intérieur d'une marge de tolérances acceptable, une valeur mesurée de la tension est déterminée en tant que tension de la batterie 11, et lorsque les différences entre les valeurs de tension mesurées ne se situent pas dans la marge de tolérances acceptable, on retourne à l'étape 20 après l'expiration d'un intervalle de temps défini. À partir de la température de la batterie du véhicule 11, mesurée au cours de l'étape 23, et de la tension électrique de celle-ci, mesurée au cours de l'étape 25, il est alors déterminé au cours de l'étape 26 l'état de charge électrique de ladite batterie, l'état de charge pouvant être déterminé soit par une formule, soit par l'intermédiaire d'un diagramme caractéristique. Lorsque l'état de charge électrique de la batterie du véhicule 11 est déterminé par l'intermédiaire d'un diagramme caractéristique en fonction de la tension électrique et en fonction de la température de ladite batterie, ledit diagramme caractéristique est mémorisé dans le chargeur de batterie 13. Ensuite, sur la base de la tension électrique mesurée et de la température mesurée de la batterie du véhicule 11, le chargeur de batterie 13 détermine l'état de charge électrique de ladite batterie moyennant l'utilisation du diagramme caractéristique. Le diagramme caractéristique contient plusieurs lignes caractéristiques, sachant que, le cas échéant, des interpolations sont effectuées à l'intérieur des lignes caractéristiques ou entre les lignes caractéristiques, à savoir lorsque, pour la température concrètement mesurée et/ou la tension électrique concrètement mesurée, aucune ligne caractéristique n'a été mémorisée et/ou les lignes caractéristiques ne comportent pas de point d'appui pour ces valeurs. À la différence de cela, il est également possible, sur la base de la 30 tension électrique mesurée de la batterie du véhicule 11, ainsi que sur la base de la température mesurée de ladite batterie, de déterminer par l'intermédiaire d'une formule l'état de charge électrique de la batterie du véhicule 11. Dans ce cas, il est possible d'utiliser, par exemple, la formule suivante : SOC = K1 *U' + U*(K2-(K3*e-x4*T)) - (K5-(K6*e-xz*T)), dans laquelle SOC est l'état de charge électrique de la batterie du véhicule, U est la tension électrique mesurée de la batterie du véhicule, T est la température mesurée de la batterie du véhicule, et K1, K2, K3, K4, K5, K6 et K7 sont des constantes.

La formule ci-dessus et/ou les constantes K1 à K7 de celle-ci sont choisies de préférence pour un état de charge électrique à maintenir et/ou pour un type de batterie. De manière typique, la batterie du véhicule est une batterie au plomb. Une formule pour la détermination de l'état de charge électrique de la batterie du véhicule 11 en fonction de la tension électrique U et de la température de ladite batterie est également mémorisée dans le chargeur de batterie 13, les constantes ci-dessus de la formule dépendant de manière typique du type de batterie, mais sont déterminées pour la formule de telle sorte que pour tous les types de batterie l'état de charge puisse être déterminé avec une précision suffisante, de telle sorte que, finalement, une détermination fiable de l'état de charge de la batterie du véhicule soit indépendante du type de batterie concrètement mis en place dans le véhicule. Lorsqu'un état de charge électrique de la batterie 11, mesuré de la manière ci-dessus, est inférieur à une valeur limite définie, le chargeur 13 est activé pour charger la batterie 11. Par contre, lorsque l'état de charge déterminé de la batterie est supérieur à la valeur limite définie, le chargeur de batterie 13 n'est pas activé, sachant qu'à l'expiration d'un intervalle de temps défini, l'état de charge de la batterie 11 est à nouveau déterminé au moyen du procédé selon l'invention.

Avec la présente invention, lorsque le moteur 10 est à l'arrêt et, par conséquent, lorsque les dispositifs de commande d'un réseau de bord 12 d'un véhicule automobile ne sont pas activés, il est donc possible de mesurer de manière fiable et précise l'état de charge de la batterie 11, à savoir à l'aide d'un chargeur de batterie 13 qui comporte un capteur destiné à déterminer la température de la batterie 11, et un capteur destiné à déterminer la tension électrique de la batterie 11. À partir de la tension électrique mesurée et à partir de la température mesurée de la batterie 11, l'état de charge de la batterie 11 est alors déterminé sur la base d'un diagramme caractéristique ou sur la base d'une formule. Le chargeur de batterie 13 est positionné de préférence dans un compartiment intérieur du véhicule et est raccordé au réseau de bord 12 du véhicule par l'intermédiaire, par exemple, d'une prise de courant du réseau de bord, sachant qu'en présence de conditions stationnaires, il est supposé que la température dans le compartiment intérieur du véhicule, mesurée par le capteur de température du chargeur de batterie 13, correspond à la température de la batterie 11. Il n'est cependant pas nécessaire de positionner le chargeur de batterie 13 dans le compartiment intérieur du véhicule. Il peut aussi être mis en place à l'extérieur du véhicule ou dans le coffre à bagages. Le chargeur de batterie peut être raccordé de manière amovible ou de manière fixe au réseau de bord.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de l'état de charge d'une batterie d'un véhicule automobile, une tension électrique de la batterie du véhicule étant mesurée et l'état de charge électrique de celle-ci étant déterminé sur la base de la tension mesurée de la batterie du véhicule, caractérisé en ce qu'une température de la batterie du véhicule est mesurée au moyen d'un capteur, séparé physiquement de la batterie du véhicule, et en ce que l'état de charge de la batterie est déterminé sur la base de la tension mesurée de la batterie du véhicule et sur la base de la température mesurée de la batterie du véhicule.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de la batterie du véhicule est mesurée au moyen d'un capteur extérieur à la batterie du véhicule, lequel est associé à un chargeur de batterie.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chargeur de batterie est positionné à cet effet dans le compartiment intérieur du véhicule automobile.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température de la batterie du véhicule est mesurée au moyen du capteur, de telle sorte qu'une valeur de température soit mesurée au cours de plusieurs mesures successives, sachant que lorsque les différences entre les valeurs de température mesurées à cette occasion se situent à l'intérieur d'une marge de tolérances acceptable, la valeur de température mesurée par le capteur est déterminée comme étant la température de la batterie du véhicule.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tension de la batterie du véhicule est mesurée au moyen d'un capteur extérieur à la batterie, lequel est associé à un chargeur de batterie.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le chargeur de batterie est raccordé à un réseau de bord du véhicule.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tension électrique de la batterie est mesurée, de telle sorte qu'une valeur de mesure de la tension soit détectée au cours de plusieurs mesures successives, sachant que lorsque les différences entre les valeurs de mesure de la tension mesurées à cette occasion se situent à l'intérieur d'une marge de tolérances acceptable, une valeur de mesure de la tension mesurée est déterminée comme étant la tension de la batterie.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, sur la base de la tension mesurée de la batterie du véhicule et sur la base de la température mesurée de la batterie, l'état de charge électrique de cette dernière est déterminé au moyen d'une formule.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, sur la base de la tension mesurée de la batterie du véhicule et sur la base de la température mesurée de la batterie du véhicule, l'état de charge électrique de cette dernière est déterminé par l'intermédiaire d'un diagramme caractéristique.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'état de charge de la batterie du véhicule est déterminé pendant des intervalles de temps sur un véhicule avec le moteur à l'arrêt.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que lorsque l'état de charge de la batterie du véhicule ainsi déterminé est inférieur à une valeur limite définie, le chargeur de batterie est activé pour charger la batterie du véhicule.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que 30 lorsque l'état de charge de la batterie du véhicule ainsi déterminé estsupérieur à une valeur limite définie, le chargeur de batterie n'est pas activé.