FR2968769A1 - Method for determining health status of battery of e.g. electric vehicle, involves determining health status of battery from internal resistance, temperature, and state of charge of battery - Google Patents

Method for determining health status of battery of e.g. electric vehicle, involves determining health status of battery from internal resistance, temperature, and state of charge of battery Download PDF

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Abstract

The method involves determining (23) temperature and charging state of a battery, and loading (24) the battery with a current profile of predetermined intensity and duration. Internal resistance of the battery is determined (25) from the current profile and voltage response to the current profile, and the health status of the battery is determined (26) from its internal resistance, temperature and its state of charge, where an estimating table gives an estimate of the health status of the battery, and loading of the battery is performed during charging the battery.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION DE L'ETAT DE SANTE D'UNE BATTERIE POUR L'ALIMENTATION D'UN VEHICULE ELECTRIQUE [0001 L'invention se situe dans le domaine des véhicules électriques et des véhicules hybrides. Elle concerne un procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie pour l'alimentation d'une chaîne de traction d'un tel véhicule. [0002] Les véhicules automobiles dont la motorisation fait appel entièrement ou en partie à l'énergie électrique nécessitent l'utilisation d'une batterie de stockage d'énergie électrique. Ces véhicules concernent essentiellement les véhicules électriques et les véhicules hybrides comportant un ou plusieurs moteurs électriques. De la même manière que pour les véhicules comportant un moteur à combustion interne, un véhicule à motorisation électrique doit permettre à son conducteur de connaître l'autonomie restante, c'est-à-dire l'énergie résiduelle de la batterie. Cette énergie résiduelle est désignée sous le terme "état de charge" ou, selon l'expression anglo-saxonne, "State of Charge" (SOC). L'état de charge est généralement exprimé en pourcentage. Il correspond par exemple au rapport de l'énergie résiduelle de la batterie par rapport à l'énergie pouvant potentiellement être stockée. Il résulte par exemple d'une mesure de la tension aux bornes de la batterie en circuit ouvert et d'une mesure de sa température. Par ailleurs, au cours des différents cycles de charge et de décharge de la batterie, ses performances se dégradent. Le vieillissement de la batterie se traduit par une perte de sa capacité de stockage et une diminution de la puissance maximale qu'elle peut fournir. Afin de quantifier la capacité de stockage d'une batterie, on définit un indicateur appelé "état de santé" ou, selon l'expression anglo-saxonne "State OF Health". L'état de santé d'une batterie est généralement exprimé par un pourcentage. Il est représentatif de la capacité de stockage de la batterie et de la puissance maximale qu'elle peut délivrer par rapport à sa capacité de stockage et à sa puissance maximale en début de vie. De façon courante, l'état de santé d'une batterie neuve est égal à 100%, l'état de santé d'une batterie en fin de vie, égale à 0%. On admet que la batterie est en fin de vie quand par exemple, sa capacité est réduite de 30% par rapport à sa valeur initiale ou que sa puissance maximale est réduite de 30% par rapport à sa valeur initiale. L'état de santé d'une batterie permet d'optimiser la gestion de son utilisation. En particulier, la connaissance de l'état de santé d'une batterie permet d'estimer plus finement son état de charge et ainsi de réduire les marges de sécurité par rapport à la plage d'état de charge autorisée en fonctionnement. La plage d'état de charge autorisée étant plus élevée, l'autonomie du véhicule s'en trouve augmentée.. De plus, la connaissance de l'état de santé d'une batterie permet d'estimer sa durée de vie restante. Cette information peut être nécessaire en cas de revente du véhicule automobile, pour le remplacement de la batterie et pour déterminer si la batterie peut être utilisée dans une application autre que le domaine automobile, moins exigeante en performances. Il existe donc un besoin de déterminer précisément l'état de santé d'une batterie. [0003 Il est difficile de déterminer l'état de santé d'une batterie, notamment la puissance maximale qu'elle peut fournir. La puissance maximale peut néanmoins être estimée à partir de la résistance interne de la batterie. En effet, la diminution de la puissance maximale est essentiellement liée à l'augmentation de la résistance interne de la batterie. L'état de santé d'une batterie peut donc être estimé à partir de sa résistance interne. Cependant, pour un même état de santé de la batterie, la mesure de la résistance interne est susceptible de varier en fonction des conditions de mesure. Elle peut notamment varier en fonction de l'intensité du courant appliqué pour la mesure, de la durée pendant laquelle le courant est appliqué, de la température de la batterie et de son état de charge. Par conséquent, pour déterminer une évolution précise de la résistance interne, les mesures de résistance interne doivent être faites à chaque fois dans des conditions identiques. La demande de brevet FR 2 826 457 décrit un procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie à partir de sa résistance interne. La résistance interne est déterminée en mode de roulage ou en mode de parcage (ou mode stationné) du véhicule, à partir d'une impulsion de courant appelée sur la batterie. La résistance interne est alors définie comme étant le rapport de la variation de tension générée par l'impulsion sur la variation d'intensité du courant lors de l'impulsion. En mode de roulage, il n'est pas aisé de reproduire les mêmes conditions que celles dans lesquelles la résistance interne a été déterminée en début de vie de la batterie. Il est bien entendu possible de forcer une impulsion de courant donnée à un instant où l'état de charge de la batterie correspond à un état de charge de référence. Néanmoins, cette détermination forcée ne peut se faire que sur une durée limitée afin de ne pas perturber la conduite du véhicule. En outre, il est difficile de contrôler la température de la batterie. En mode de parcage, il est plus aisé de reproduire des conditions identiques pour déterminer la résistance interne. [0004 Un but de l'invention est notamment de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en permettant de déterminer précisément l'état de santé de la batterie en perturbant le moins possible son utilisation normale. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie de stockage d'énergie électrique pour l'alimentation d'une chaîne de traction électrique ou hybride d'un véhicule automobile, en mode de recharge, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une étape de détermination d'une température et d'un état de charge de la batterie, - une étape de chargement de la batterie avec un profil de courant d'intensité et de durée prédéterminées, - une étape de détermination de la résistance interne ou de l'impédance de la batterie à partir du profil de courant et de valeurs de tensions aux bornes de la batterie en réponse au profil de courant, - une étape de détermination de l'état de santé de la batterie à partir de sa résistance interne ou de son impédance, de sa température et de son état de charge déterminés lors des étapes correspondantes, et d'une table d'estimation donnant une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de sa résistance interne ou de son impédance, de sa température et de son état de charge, l'étape de détermination de la température et de l'état de charge de la batterie, et l'étape de chargement de la batterie avec le profil de courant étant réalisées au cours d'un chargement de la batterie. [0005] Selon une première forme de réalisation, le procédé comporte en outre une étape d'interruption du chargement de la batterie, l'étape de chargement de la batterie avec le profil de courant étant réalisée après une durée prédéterminée suivant l'interruption du chargement de la batterie, le profil de courant prenant la forme d'un créneau de courant d'intensité et de durée prédéterminées, la résistance interne de la batterie étant déterminée comme étant le rapport d'une variation de tension aux bornes de la batterie due au créneau de courant sur l'intensité du créneau de courant. [0006] La table d'estimation peut donner une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de sa résistance interne, de sa température, de son état de charge, et de l'intensité et la durée du créneau de courant. [0007] Selon une deuxième forme de réalisation, le procédé comporte en outre une étape d'interruption du chargement de la batterie, l'étape de chargement de la batterie avec le profil de courant étant réalisée après une durée prédéterminée suivant l'interruption du chargement de la batterie, le profil de courant prenant la forme d'une sinusoïde de fréquence, de durée et d'intensité efficace prédéterminées, l'impédance de la batterie étant déterminée comme étant le rapport d'une valeur efficace d'une tension aux bornes de la batterie pendant l'étape de chargement de la batterie avec le profil de courant sur l'intensité efficace de la sinusoïde. [0008] La table d'estimation peut donner une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de son impédance, de sa température, de son état de charge, et de l'intensité efficace et de la fréquence de la sinusoïde. [0009] Selon une troisième forme de réalisation, le profil de courant prend la forme d'un créneau de courant d'intensité et de durée prédéterminées, la résistance interne de la batterie étant déterminée comme étant le rapport de la différence de tension aux bornes de la batterie entre un premier instant correspondant à la fin du créneau de courant et un deuxième instant à la fin d'une durée prédéterminée à partir du premier instant, sur l'intensité du créneau de courant. [0010] L'intensité du créneau de courant est avantageusement sensiblement égale à l'intensité du courant circulant déjà dans la batterie pour la charger. [0011] La table d'estimation peut donner une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de sa résistance interne, de sa température, de son état de charge, de l'intensité du créneau de courant et de la durée prédéterminée séparant les premier et deuxième instants. [0012] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard de dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente, par un schéma, un exemple de circuit de puissance et de circuit de commande d'une chaîne de traction électrique d'un véhicule automobile à laquelle s'applique l'invention ; - les figures 2 et 3 illustrent un premier mode de réalisation du procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie ; - les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation du procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie. [0013] Pour la suite de la description, on appelle état de charge d'une batterie de stockage d'énergie électrique, un rapport de la capacité ou de l'énergie pouvant être restituée par la batterie à un instant donné sur la capacité ou l'énergie pouvant être potentiellement stockée dans cette batterie. Par ailleurs, on appelle état de santé d'une batterie, la notion liée à la perte de capacité par rapport à sa capacité initiale ou la notion liée à la perte de puissance par rapport à sa puissance initiale. On peut définir un état de santé de 100% lorsque la batterie est neuve et un état de santé de 0%, soit sa fin de vie, lorsque la batterie a perdu par exemple 30% de sa capacité ou 30% de sa puissance par rapport à l'état neuf. [0014] La figure 1 représente schématiquement le circuit de puissance et le circuit de commande d'une chaîne de traction électrique ou hybride d'un véhicule automobile. Un moteur électrique 1 est alimenté par une batterie de stockage d'énergie électrique 2 par l'intermédiaire d'un onduleur 3. Un superviseur de batterie 4 commande l'onduleur 3 afin de contrôler le signal électrique alimentant le moteur électrique 1. Un système de gestion de la batterie 5 permet de gérer la recharge de la batterie 2 et de déterminer son état de santé. Il permet notamment de commander la recharge de la batterie 2 soit à partir d'un réseau de distribution d'énergie électrique 6, soit à partir d'un chargeur embarqué 7. Il comporte un capteur de température, un capteur de la tension aux bornes de la batterie 2, un capteur du courant circulant depuis ou vers la batterie 2, et un microcontrôleur. Le microcontrôleur comporte par exemple un convertisseur analogique-numérique, un processeur, une horloge et une mémoire. Les signaux provenant des différents capteurs de température, de courant et de tension sont convertis par le convertisseur analogique-numérique avant d'être traités par le processeur en fonction d'un programme de détermination de l'état de santé de la batterie stocké dans la mémoire du microcontrôleur. [0015] En mode de roulage, l'intensité du courant et la température de la batterie fluctuent en fonction des sollicitations du moteur électrique. La température de la batterie varie également en fonction de la température de l'environnement où évolue le véhicule automobile. En revanche, pendant une recharge de la batterie, les conditions de mesure de sa résistance interne sont facilement reproductibles. En effet, la recharge est effectuée avec un courant continu pendant plusieurs heures et la température de la batterie reste quasiment constante. L'invention exploite ces conditions particulières pour estimer la résistance interne de la batterie, et en déduire l'état de santé de la batterie en fonction de certaines conditions de mesure. [0016] Les figures 2 et 3 illustrent un premier mode de réalisation du procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie. La figure 2 représente des étapes possibles du procédé et la figure 3 représente, par un graphique, le profil de courant appliqué pour ce mode de réalisation. Sur ce graphique, l'axe des abscisses représente le temps et l'axe des ordonnées l'intensité du courant. Dans une première étape 21, la batterie 2 est chargée pendant une durée prédéterminée depuis un instant t1 jusqu'à un instant t2. Dans une deuxième étape 22, la charge de la batterie 2 est interrompue à partir de l'instant t2 de manière à ce qu'aucun courant ne traverse la batterie 2 pendant une durée prédéterminée Dst. Cette durée De permet de s'assurer que la tension aux bornes de la batterie 2 est bien revenue à un état proche de son état d'équilibre thermodynamique U1. Dans une troisième étape 23, la température et l'état de charge de la batterie 2 sont déterminés à un instant t3. Dans une quatrième étape 24, le système de gestion de la batterie 5 commande la charge de la batterie 2 avec un profil de courant prenant soit la forme d'un créneau de courant (ou impulsion) d'intensité (12) donnée, comme représenté sur la figure 3, soit la forme d'une sinusoïde de fréquence et d'amplitude données. Le profil de courant est appliqué pendant une durée ts, entre l'instant t3 et un instant t4 où le courant s'annule. Dans une cinquième étape 25, le système de gestion de la batterie 5 détermine soit la valeur de la résistance interne de la batterie 2, soit son impédance. La résistance interne est déterminée comme étant le rapport de la différence entre la tension U2 déterminée à l'instant t4 et la tension U1 déterminée à l'instant t3 sur l'intensité 12 du créneau de courant appliqué entre les instants t3 et t4 (R = (U2 - U1)/12). [0017] L'impédance de la batterie 2 est déterminée comme étant le rapport de la valeur efficace de la tension entre les instants t3 et t4 sur l'intensité efficace du courant entre les instants t3 et t4. L'état de santé de la batterie peut être déterminé à n'importe quel instant après l'instant t4. Il est déterminé dans une étape 26 à partir de la température, de l'état de charge et de la résistance interne ou de l'impédance de la batterie 2, et d'une table d'estimation donnant une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de la température, de l'état de charge et de la résistance interne ou de l'impédance de la batterie. Selon une forme particulière de réalisation, l'état de santé de la batterie est également déterminé en fonction de l'intensité du courant appliqué pendant l'étape 24 et de la durée ts. Pour la détermination de l'impédance de la batterie, il peut également être tenu compte de la fréquence de la sinusoïde. La table d'estimation est alors construite en fonction de ces variables d'entrée. Cependant, afin de ne pas complexifier la table d'estimation, l'intensité du courant, la durée ts et, le cas échéant, la fréquence de la sinusoïde, peuvent être identiques pour chaque étape 24. La durée Dst de stabilisation de la tension aux bornes de la batterie 2 est à définir en fonction de la précision sur la détermination de l'état de santé recherchée. La durée ts du profil de courant appliqué pour la détermination de la résistance interne de la batterie est par exemple de l'ordre de la seconde ou de quelques secondes. Ces durées peuvent être gérées par l'horloge du microcontrôleur. L'étape 23 de détermination de la température et de l'état de charge de la batterie 2 n'est pas nécessairement réalisée à l'instant t3 à partir duquel est appliqué le profil de courant. L'étape 23 peut être réalisée à tout instant avant, pendant ou après l'étape 24 d'application d'un profil de courant, pour autant que la température et l'état de charge de la batterie déterminés à cet instant correspondent sensiblement à la température et à l'état de charge de la batterie au moment de la détermination de la résistance interne ou de l'impédance. La charge de la batterie 2 peut être poursuivie dans une étape 27, à partir d'un instant t5 suivant l'instant t4. [0018] Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation du procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie. La figure 4 représente des étapes possibles du procédé et la figure 5 représente, par un graphique analogue à celui de la figure 3, le profil de courant appliqué pour ce mode de réalisation. Dans une première étape 21, la batterie 2 est chargée pendant une durée prédéterminée entre les instants t1 et t2. Dans une deuxième étape 42, la température et l'état de charge de la batterie 2 sont déterminés à l'instant t2. Dans une troisième étape 43, le système de gestion de la batterie 5 commande la charge de la batterie 2 avec un profil de courant prenant la forme d'un créneau de courant d'intensité 151 donnée. Le créneau de courant est appliqué pendant une durée prédéterminée, entre l'instant t3 et un instant t53 où le courant s'annule (1 = 0). Selon une forme particulière de réalisation, l'intensité 151 du courant appliqué entre les instants t3 et t53 est égale à celle appliquée pendant la charge de la batterie 2. Toujours selon une forme particulière de réalisation, les instants t2 et t3 sont confondus. A l'instant t53 où le courant s'annule, la tension aux bornes de la batterie est mesurée. Cette tension est notée U51. La tension est à nouveau mesurée à un instant t54 suivant l'instant t53. La tension à l'instant t54 est notée U52. Les instants t53 et t54 sont par exemple séparés par la durée ts. Dans une quatrième étape 44, le système de gestion de la batterie 5 détermine la valeur de la résistance interne de la batterie. La résistance interne est déterminée comme étant le rapport de la différence de tension aux bornes de la batterie 2 entre les instant t53 et t54 (U51-U52) sur l'intensité 151 du courant appliqué entre les instants t3 et t53. Dans une étape 45, réalisée à n'importe quel instant suivant l'instant t54, l'état de santé de la batterie est déterminé à partir de la température, de l'état de charge et de la résistance interne de la batterie 2, et d'une table d'estimation donnant une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de sa température, de son état de charge et de sa résistance interne. Selon une forme particulière de réalisation, l'état de santé de la batterie est également déterminé en fonction de l'intensité 151 du courant appliqué pendant l'étape 43 et de la durée ts. La table d'estimation est alors construite en fonction de ces variables d'entrée. The invention relates to the field of electric vehicles and hybrid vehicles. It relates to a method for determining the state of health of a battery for supplying a power train of such a vehicle. Motor vehicles whose motorization uses all or part of the electrical energy require the use of a battery for storing electrical energy. These vehicles mainly concern electric vehicles and hybrid vehicles comprising one or more electric motors. In the same way as for vehicles comprising an internal combustion engine, a vehicle with electric drive must allow its driver to know the remaining battery life, that is to say the residual energy of the battery. This residual energy is referred to as "state of charge" or, according to the English expression, "State of Charge" (SOC). The state of charge is usually expressed as a percentage. It corresponds for example to the ratio of the residual energy of the battery relative to the energy that can potentially be stored. This results for example from a measurement of the voltage across the battery in open circuit and a measurement of its temperature. Moreover, during the various cycles of charging and discharging the battery, its performance deteriorates. The aging of the battery results in a loss of storage capacity and a decrease in the maximum power it can provide. In order to quantify the storage capacity of a battery, an indicator is defined called "state of health" or, according to the English expression "State OF Health". The state of health of a battery is usually expressed as a percentage. It is representative of the storage capacity of the battery and the maximum power it can deliver in relation to its storage capacity and its maximum power at the beginning of its life. Commonly, the state of health of a new battery is equal to 100%, the state of health of a battery at the end of life, equal to 0%. It is assumed that the battery is at the end of its life when, for example, its capacity is reduced by 30% compared to its initial value or when its maximum power is reduced by 30% compared to its initial value. The state of health of a battery makes it possible to optimize the management of its use. In particular, the knowledge of the state of health of a battery makes it possible to estimate its state of charge more finely and thus to reduce the safety margins with respect to the state of charge range allowed in operation. The range of state of charge allowed being higher, the vehicle life is increased .. In addition, knowing the health of a battery can estimate its remaining life. This information may be necessary in case of resale of the motor vehicle, for the replacement of the battery and to determine if the battery can be used in an application other than the automotive field, less demanding performance. There is therefore a need to precisely determine the state of health of a battery. It is difficult to determine the state of health of a battery, including the maximum power it can provide. The maximum power can nevertheless be estimated from the internal resistance of the battery. Indeed, the decrease of the maximum power is essentially related to the increase of the internal resistance of the battery. The state of health of a battery can therefore be estimated from its internal resistance. However, for the same state of health of the battery, the measurement of the internal resistance is likely to vary depending on the measurement conditions. It can in particular vary according to the intensity of the current applied for the measurement, the duration during which the current is applied, the temperature of the battery and its state of charge. Therefore, to determine a precise evolution of the internal resistance, the internal resistance measurements must be made each time under identical conditions. The patent application FR 2 826 457 describes a method for determining the state of health of a battery from its internal resistance. The internal resistance is determined in the taxi mode or in park mode (or parked mode) of the vehicle, from a current pulse called on the battery. The internal resistance is then defined as being the ratio of the voltage variation generated by the pulse to the variation of intensity of the current during the pulse. In running mode, it is not easy to reproduce the same conditions as those in which the internal resistance was determined at the beginning of battery life. It is of course possible to force a given current pulse at a time when the state of charge of the battery corresponds to a reference state of charge. However, this forced determination can be done for a limited time so as not to disturb the driving of the vehicle. In addition, it is difficult to control the temperature of the battery. In parking mode, it is easier to reproduce identical conditions to determine the internal resistance. An object of the invention is in particular to remedy all or part of the aforementioned drawbacks by making it possible to precisely determine the state of health of the battery while disturbing its normal use as little as possible. For this purpose, the subject of the invention is a method for determining the state of health of an electric energy storage battery for powering an electric or hybrid traction system of a motor vehicle, recharging mode, characterized in that it comprises the following steps: a step of determining a temperature and a state of charge of the battery, a step of charging the battery with a current profile of predetermined intensity and duration, - a step of determining the internal resistance or the impedance of the battery from the current profile and voltage values at the terminals of the battery in response to the current profile, - a step of determining the state of health of the battery from its internal resistance or its impedance, its temperature and state of charge determined during the corresponding steps, and an estimation table giving an estimate of the state of health of the battery according to its internal resistance or its impedance, its temperature and state of charge, the step of determining the temperature and state of charge of the battery, and the step charging the battery with the current profile being performed during a charging of the battery. According to a first embodiment, the method further comprises a step of interrupting the charging of the battery, the step of charging the battery with the current profile being performed after a predetermined duration following the interruption of the charging of the battery, the current profile taking the form of a current slot of predetermined intensity and duration, the internal resistance of the battery being determined to be the ratio of a voltage variation across the battery due to at the current niche on the intensity of the current slot. The estimation table can give an estimate of the state of health of the battery according to its internal resistance, its temperature, its state of charge, and the intensity and duration of the current slot. . According to a second embodiment, the method further comprises a step of interrupting the charging of the battery, the step of charging the battery with the current profile being performed after a predetermined duration following the interruption of the charging of the battery, the current profile taking the form of a sinusoid of predetermined frequency, duration and effective intensity, the impedance of the battery being determined to be the ratio of an effective value of a voltage to the battery terminals during the battery charging step with the current profile on the effective amperage of the sinusoid. The estimation table can give an estimate of the state of health of the battery according to its impedance, its temperature, its state of charge, and the effective intensity and frequency of the sinusoid. . According to a third embodiment, the current profile takes the form of a current slot of predetermined intensity and duration, the internal resistance of the battery being determined as the ratio of the voltage difference across the terminals. of the battery between a first instant corresponding to the end of the current slot and a second instant at the end of a predetermined duration from the first instant on the intensity of the current slot. The intensity of the current slot is preferably substantially equal to the intensity of the current already flowing in the battery to charge it. The estimation table can give an estimate of the state of health of the battery according to its internal resistance, its temperature, its state of charge, the intensity of the current niche and the duration predetermined distance separating the first and second instants. The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows, in a diagram, an example of a power circuit and a control circuit of an electric power train of a motor vehicle to which the invention applies; FIGS. 2 and 3 illustrate a first embodiment of the method for determining the state of health of a battery; FIGS. 4 and 5 illustrate a second embodiment of the method for determining the state of health of a battery. For the following description, the state of charge of an electric energy storage battery, a ratio of the capacity or energy that can be restored by the battery at a given moment on the capacity or the energy that can potentially be stored in this battery. In addition, the term health status of a battery is the concept related to the loss of capacity in relation to its initial capacity or the notion related to the loss of power in relation to its initial power. You can define a health condition of 100% when the battery is new and a state of health of 0%, its end of life, when the battery has lost for example 30% of its capacity or 30% of its power compared in new condition. Figure 1 shows schematically the power circuit and the control circuit of an electric or hybrid power train of a motor vehicle. An electric motor 1 is powered by an electric energy storage battery 2 via an inverter 3. A battery supervisor 4 controls the inverter 3 to control the electrical signal supplying the electric motor 1. A system The battery management system 5 makes it possible to manage the recharging of the battery 2 and to determine its state of health. It makes it possible in particular to control the recharging of the battery 2 either from an electrical power distribution network 6 or from an on-board charger 7. It comprises a temperature sensor, a voltage sensor at the terminals of the battery 2, a sensor of the current flowing from or to the battery 2, and a microcontroller. The microcontroller comprises for example an analog-digital converter, a processor, a clock and a memory. The signals from the various temperature, current and voltage sensors are converted by the analog-to-digital converter before being processed by the processor according to a program for determining the state of health of the battery stored in the device. memory of the microcontroller. In rolling mode, the intensity of the current and the temperature of the battery fluctuate according to the demands of the electric motor. The temperature of the battery also varies according to the temperature of the environment where the motor vehicle evolves. On the other hand, during recharging of the battery, the conditions for measuring its internal resistance are easily reproducible. Indeed, the charging is carried out with a continuous current for several hours and the temperature of the battery remains almost constant. The invention exploits these particular conditions to estimate the internal resistance of the battery, and to deduce the state of health of the battery according to certain measurement conditions. Figures 2 and 3 illustrate a first embodiment of the method for determining the state of health of a battery. FIG. 2 represents possible steps of the method and FIG. 3 represents, by a graph, the current profile applied for this embodiment. On this graph, the x-axis represents the time and the y-axis the intensity of the current. In a first step 21, the battery 2 is charged for a predetermined time from a time t1 until a time t2. In a second step 22, the charge of the battery 2 is interrupted from the instant t2 so that no current passes through the battery 2 for a predetermined duration Dst. This duration ensures that the voltage at the terminals of the battery 2 has returned to a state close to its state of thermodynamic equilibrium U1. In a third step 23, the temperature and the state of charge of the battery 2 are determined at a time t3. In a fourth step 24, the battery management system 5 controls the charging of the battery 2 with a current profile taking the form of a given current (or pulse) of current (12), as shown in FIG. 3, the shape of a sinusoid of given frequency and amplitude. The current profile is applied for a duration ts, between the instant t3 and a time t4 when the current is canceled. In a fifth step 25, the battery management system 5 determines either the value of the internal resistance of the battery 2 or its impedance. The internal resistance is determined as being the ratio of the difference between the voltage U2 determined at time t4 and the voltage U1 determined at time t3 on the intensity 12 of the current slot applied between times t3 and t4 (R3). = (U2 - U1) / 12). The impedance of the battery 2 is determined as being the ratio of the rms value of the voltage between the instants t3 and t4 on the effective intensity of the current between the instants t3 and t4. The state of health of the battery can be determined at any time after the time t4. It is determined in a step 26 from the temperature, the state of charge and the internal resistance or the impedance of the battery 2, and an estimation table giving an estimate of the state of battery health according to the temperature, the state of charge and the internal resistance or the impedance of the battery. According to a particular embodiment, the state of health of the battery is also determined according to the intensity of the current applied during step 24 and the duration ts. For determining the impedance of the battery, the frequency of the sinusoid can also be taken into account. The estimation table is then constructed based on these input variables. However, in order not to complicate the estimation table, the intensity of the current, the duration ts and, if appropriate, the frequency of the sinusoid, may be identical for each step 24. The duration Dst of voltage stabilization at the terminals of the battery 2 is to be defined according to the accuracy on the determination of the state of health sought. The duration ts of the current profile applied for determining the internal resistance of the battery is, for example, of the order of a second or a few seconds. These times can be managed by the microcontroller clock. The step 23 for determining the temperature and the state of charge of the battery 2 is not necessarily performed at time t3 from which the current profile is applied. Step 23 can be performed at any time before, during or after step 24 of application of a current profile, provided that the temperature and the state of charge of the battery determined at this time substantially correspond to the temperature and state of charge of the battery when determining the internal resistance or the impedance. The charge of the battery 2 can be continued in a step 27, from a time t5 following the time t4. Figures 4 and 5 illustrate a second embodiment of the method for determining the state of health of a battery. FIG. 4 represents possible steps of the method and FIG. 5 represents, by a graph similar to that of FIG. 3, the current profile applied for this embodiment. In a first step 21, the battery 2 is charged for a predetermined time between times t1 and t2. In a second step 42, the temperature and the state of charge of the battery 2 are determined at time t2. In a third step 43, the battery management system 5 controls the charging of the battery 2 with a current profile in the form of a current slot of intensity 151 given. The current slot is applied for a predetermined time, between the instant t3 and a time t53 when the current is canceled (1 = 0). According to a particular embodiment, the intensity 151 of the current applied between the instants t3 and t53 is equal to that applied during the charging of the battery 2. Still according to a particular embodiment, the instants t2 and t3 coincide. At time t53 when the current is zero, the voltage across the battery is measured. This voltage is noted U51. The voltage is again measured at a time t54 following the time t53. The voltage at instant t54 is denoted U52. The instants t53 and t54 are for example separated by the duration ts. In a fourth step 44, the battery management system 5 determines the value of the internal resistance of the battery. The internal resistance is determined as the ratio of the voltage difference across the battery 2 between times t53 and t54 (U51-U52) on the intensity 151 of the current applied between times t3 and t53. In a step 45, carried out at any time following the instant t54, the state of health of the battery is determined from the temperature, the state of charge and the internal resistance of the battery 2, and an estimation table giving an estimate of the state of health of the battery according to its temperature, state of charge and internal resistance. According to a particular embodiment, the state of health of the battery is also determined according to the intensity 151 of the current applied during step 43 and the duration ts. The estimation table is then constructed based on these input variables.

Cependant, afin de ne pas complexifier la table d'estimation, l'amplitude 151 du courant et la durée ts peuvent être identiques pour chaque étape 43. L'étape 42 de détermination de la température et de l'état de charge de la batterie n'est pas nécessairement réalisée à l'instant t2, c'est-à-dire à la fin de l'étape 21 de chargement de la batterie. Elle peut notamment être réalisée à l'instant t3 à partir duquel est appliqué le profil de courant. L'étape 42 peut être réalisée à tout instant avant, pendant ou après l'étape 43 d'application d'un profil de courant, pour autant que la température et l'état de charge de la batterie déterminés à cet instant correspondent sensiblement à la température et à l'état de charge de la batterie au moment de la détermination de la résistance interne. La charge de la batterie 2 peut être poursuivie dans une étape 27, à partir d'un instant t5 suivant l'instant t54. L'avantage du deuxième mode de réalisation par rapport au premier est qu'il ne nécessite pas d'étape de stabilisation de la tension pendant la durée De présentée sur la figure 3. [0019] Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, la table d'estimation peut être stockée dans la mémoire du microcontrôleur ou, plus généralement, dans une mémoire du système de gestion de la batterie 5. However, in order not to complicate the estimation table, the amplitude 151 of the current and the duration ts may be identical for each step 43. The step 42 of determining the temperature and state of charge of the battery is not necessarily performed at time t2, that is to say at the end of step 21 of charging the battery. It can in particular be performed at time t3 from which the current profile is applied. Step 42 can be performed at any time before, during or after step 43 of application of a current profile, provided that the temperature and the state of charge of the battery determined at this time substantially correspond to the temperature and state of charge of the battery when determining the internal resistance. The charge of the battery 2 can be continued in a step 27, from a time t5 following the instant t54. The advantage of the second embodiment over the first embodiment is that it does not require a step of stabilizing the voltage for the duration of the time shown in FIG. 3. [0019] Whatever the embodiment of the embodiment invention, the estimation table can be stored in the memory of the microcontroller or, more generally, in a memory of the battery management system 5.

Claims (9)

REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de l'état de santé d'une batterie de stockage d'énergie électrique (2) pour l'alimentation d'une chaîne de traction électrique ou hybride d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une étape (23, 42) de détermination d'une température et d'un état de charge de la batterie (2), - une étape (24, 43) de chargement de la batterie (2) avec un profil de courant d'intensité et de durée prédéterminées, - une étape (25, 44) de détermination de la résistance interne ou de l'impédance de la batterie (2) à partir du profil de courant et de valeurs de tensions aux bornes de la batterie (2) en réponse au profil de courant, - une étape (26, 45) de détermination de l'état de santé de la batterie (2) à partir de sa résistance interne ou de son impédance, de sa température et de son état de charge déterminés lors des étapes (23, 25, 42, 44) correspondantes, et d'une table d'estimation donnant une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de sa résistance interne ou de son impédance, de sa température et de son état de charge, l'étape (23, 42) de détermination de la température et de l'état de charge de la batterie, et l'étape (23, 43) de chargement de la batterie (2) avec un profil de courant étant réalisées au cours d'un chargement de la batterie (2). REVENDICATIONS1. A method for determining the state of health of an electric energy storage battery (2) for powering an electric or hybrid power train of a motor vehicle, characterized in that it comprises the steps following steps: - a step (23, 42) for determining a temperature and a state of charge of the battery (2), - a step (24, 43) for charging the battery (2) with a profile of current of predetermined intensity and duration; - a step (25, 44) for determining the internal resistance or the impedance of the battery (2) from the current profile and voltage values at the terminals of the battery (2) in response to the current profile, - a step (26, 45) for determining the state of health of the battery (2) from its internal resistance or its impedance, its temperature and its state the corresponding steps (23, 25, 42, 44), and an estimation table giving a stimulating the state of health of the battery according to its internal resistance or its impedance, its temperature and its state of charge, the step (23, 42) for determining the temperature and the state of charging of the battery, and the step (23, 43) of charging the battery (2) with a current profile being performed during charging of the battery (2). 2. Procédé selon la revendication 1, comportant en outre une étape (22) d'interruption du chargement de la batterie (2), l'étape (24) de chargement de la batterie (2) avec le profil de courant étant réalisée après une durée prédéterminée (Dst) suivant l'interruption du chargement de la batterie (2), le profil de courant prenant la forme d'un créneau de courant d'intensité (12) et de durée (ts) prédéterminées, la résistance interne de la batterie (2) étant déterminée comme étant le rapport d'une variation de tension (U2 - U,) aux bornes de la batterie (2) due au créneau de courant sur l'intensité (12) du créneau de courant. 30 2. Method according to claim 1, further comprising a step (22) of interrupting the charging of the battery (2), the step (24) of charging the battery (2) with the current profile being performed after a predetermined duration (Dst) following the interruption of the charging of the battery (2), the current profile taking the form of an intensity current slot (12) and a predetermined duration (ts), the internal resistance of the battery (2) being determined to be the ratio of a voltage variation (U2-U) across the battery (2) due to the current slot on the intensity (12) of the current slot. 30 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la table d'estimation donne une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de sa résistance interne, de sa température, de son état de charge, et de l'intensité (12) et la durée (ts) du créneau de courant. 3. Method according to claim 2, wherein the estimation table gives an estimate of the state of health of the battery according to its internal resistance, its temperature, its state of charge, and the intensity ( 12) and the duration (ts) of the current slot. 4. Procédé selon la revendication 1, comportant en outre une étape (22) d'interruption du chargement de la batterie (2), l'étape (24) de chargement de la batterie (2) avec le profil de courant étant réalisée après une durée prédéterminée (Dst) suivant l'interruption du chargement de la batterie (2), le profil de courant prenant la forme d'une sinusoïde de fréquence, de durée et d'intensité efficace prédéterminées, l'impédance de la batterie (2) étant déterminée comme étant le rapport d'une valeur efficace d'une tension aux bornes de la batterie (2) pendant l'étape (24) de chargement de la batterie (2) avec le profil de courant sur l'intensité efficace de la sinusoïde. 4. The method of claim 1, further comprising a step (22) for interrupting the charging of the battery (2), the step (24) of charging the battery (2) with the current profile being performed after a predetermined duration (Dst) following the interruption of the charging of the battery (2), the current profile taking the form of a sinusoid of predetermined frequency, duration and effective intensity, the impedance of the battery (2). ) being determined as being the ratio of an effective value of a voltage across the battery (2) during the step (24) of charging the battery (2) with the current profile on the effective intensity of the the sinusoid. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la table d'estimation donne une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de son impédance, de sa température, de son état de charge, et de l'intensité efficace et de la fréquence de la sinusoïde. The method according to claim 4, wherein the estimation table gives an estimate of the state of health of the battery according to its impedance, its temperature, its state of charge, and the effective intensity and of the frequency of the sinusoid. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel la durée prédéterminée (Dst) séparant l'interruption du chargement de la batterie (2) de l'étape (24) de chargement de la batterie (2) avec le profil de courant étant de durée suffisante pour que la tension de la batterie soit sensiblement stabilisée. 6. Method according to one of claims 2 to 5, wherein the predetermined duration (Dst) between the interruption of the charging of the battery (2) of the step (24) of charging the battery (2) with the current profile being of sufficient duration for the voltage of the battery is substantially stabilized. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le profil de courant prend la forme d'un créneau de courant d'intensité (151) et de durée prédéterminées, , la résistance interne de la batterie (2) étant déterminée comme étant le rapport de la différence de tension aux bornes de la batterie (2) entre un premier instant (t53) correspondant à la fin du créneau de courant et un deuxième instant (t54) à la fin d'une durée prédéterminée (ts) à partir du premier instant (t53), sur l'intensité (151) du créneau de courant. The method according to claim 1, wherein the current profile takes the form of a current current slot (151) of predetermined duration, the internal resistance of the battery (2) being determined as the ratio the voltage difference across the battery (2) between a first instant (t53) corresponding to the end of the current slot and a second instant (t54) at the end of a predetermined duration (ts) from the first instant (t53), on the intensity (151) of the current slot. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'intensité (151) du créneau de courant est sensiblement égale à l'intensité du courant circulant déjà dans la batterie (2) pour la charger. 8. The method of claim 7, wherein the intensity (151) of the current slot is substantially equal to the intensity of the current already flowing in the battery (2) for charging. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel la table d'estimation donne une estimation de l'état de santé de la batterie en fonction de sa résistance interne, de sa température, de son état de charge, de l'intensité (151) du créneau de courant et de la durée prédéterminée (ts) séparant les premier et deuxième instants (t53, t54). 9. Method according to one of claims 7 and 8, wherein the estimation table gives an estimate of the state of health of the battery according to its internal resistance, its temperature, its state of charge, the intensity (151) of the current slot and the predetermined duration (ts) separating the first and second instants (t53, t54).
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