FR2969828A1 - Gestion et estimation de l'etat d'une batterie - Google Patents

Abstract

Batterie caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen source de vibrations (5 ; 56) disposé à l'intérieur de la batterie.

Description

L'invention concerne un procédé de gestion d'une batterie, permettant notamment son utilisation optimale et/ou la réalisation de son diagnostic. Elle concerne aussi une batterie en tant que telle comprenant un agencement permettant de mettre en oeuvre ce procédé de gestion. Enfin, elle concerne aussi un système de gestion de batterie mettant en oeuvre ce procédé de gestion de batterie.

Il existe aujourd'hui des solutions pour mesurer l'état de charge et le vieillissement d'une batterie, qui sont essentiellement basées sur l'observation du courant et de la tension aux bornes de celle-ci. Ces solutions nécessitent la réalisation de différents cycles de charge et décharge de la batterie, durant lesquels les valeurs de courant et de tension sont mesurées et mémorisées, afin d'obtenir un historique approfondi du comportement de la batterie dans de nombreuses situations. Ces solutions utilisent ensuite des modèles de prédiction empirique, comme par exemple le calcul d'un niveau de charge de la batterie à partir d'une intégration du courant, pour remonter aux informations recherchées sur l'état de la batterie à partir des mesures de tension et courant. Or les modèles empiriques utilisés évoluent avec le temps, et il est souvent nécessaire de procéder à un cycle de charge et décharge complet de la batterie dans le but de vérifier, ajuster puis valider ces modèles empiriques. Ces solutions sont finalement très complexes et manquent de fiabilité.

Le document JP2005291832 propose une solution pour le diagnostic d'une batterie, qui repose sur l'utilisation d'un émetteur ultrason disposé à l'extérieur de la batterie, qui émet un signal ultrason qui est reçu par un récepteur positionné sur un côté opposé à l'extérieur de la batterie. Le signal reçu par le récepteur est ainsi censé avoir traversé la batterie, pour permettre de déterminer un diagnostic de la batterie par son analyse. Une telle solution manque en fait de précision car une partie importante du signal ultrason circule en dehors de la batterie. D'autre part, elle nécessite l'assemblage préalable du dispositif de diagnostic avec la batterie, ce qui est peu convivial et peut entraîner des erreurs si l'assemblage n'est pas optimal ou pas toujours rigoureusement identique. Enfin, une batterie peut être très lourde, comme par exemple une batterie de véhicule automobile, et la simple disposition d'un émetteur ultrason beaucoup plus léger sur sa surface extérieure n'induit pas la vibration de la batterie mais la vibration sur lui-même de l'émetteur, ce qui ne permet pas d'induire une vibration mécanique au sein de la batterie. Il ressort des remarques précédentes que cette solution est finalement peu utile et peu efficace.

Ainsi, un objet général de l'invention est de proposer une solution de gestion d'une batterie qui permet facilement de déduire un diagnostic de l'état d'une batterie et/ou d'agir sur sa structure interne.

A cet effet, l'invention repose sur une batterie caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen source de vibrations disposé à l'intérieur de la batterie. La batterie peut comprendre une structure interne active et un moyen source de vibrations disposé à l'intérieur de cette structure interne active. Elle peut comprendre une partie active disposée au sein d'un boîtier et le moyen source de vibrations peut être au moins partiellement disposé au sein du boîtier ou être disposé à l'intérieur d'un compartiment dans lequel la batterie est fixée.

Le moyen source de vibrations peut être lié à une partie active de la batterie comme une électrode ou un collecteur de courant.

Le moyen source de vibrations peut être disposé au niveau d'une zone centrale de la batterie ou en périphérie de la batterie.

La batterie peut comprendre de plus un moyen récepteur de vibrations. Le moyen récepteur de vibrations peut être disposé à l'intérieur de sa structure, confondu ou distinct du moyen source de vibrations.

Le moyen source de vibrations peut comprendre un élément 10 piézoélectrique, et/ou au moins un microphone, et/ou actionneurs thermiques, et/ou actionneurs à matériaux à mémoire de forme, et/ou un actionneur, de type un système électromagnétique, et/ou un système électrostatique, et/ou des systèmes à matériaux magnétostrictifs, et/ou à matériaux polymères ioniques, et/ou à matériaux électro-actifs, et/ou le 15 moyen récepteur de vibrations peut comprendre un actionneur à mesure optique, et/ou un élément piézoélectrique, et/ou au moins un microphone, et/ou un actionneur, de type un système électromagnétique, et/ou un système électrostatique, et/ou des systèmes à matériaux magnétostrictifs, et/ou à matériaux polymères ioniques, et/ou à matériaux électro-actifs, 20 et/ou un actionneur, de type un système électromagnétique, et/ou un système électrostatique, et/ou des systèmes à matériaux magnétostrictifs, et/ou à matériaux polymères ioniques, et/ou à matériaux électro-actifs.

La batterie peut comprendre une structure sensiblement cylindrique ou 25 elliptique ou spirale autour d'un axe central, incluant des couches formant deux types d'électrodes séparées par une couche d'électrolyte, et le moyen source de vibrations peut être disposé le long de l'axe central de la batterie et un moyen récepteur de vibrations peut être disposé en partie périphérique de la batterie ou le moyen source de vibrations et le moyen5 récepteur de vibrations peuvent former un seul moyen de vibrations disposé le long de l'axe central de la batterie.

La batterie peut comprendre une structure formée d'un empilement de couches sensiblement planes avec une couche centrale disposée au milieu de cet empilement et le moyen source de vibrations peut être disposé au niveau de la couche centrale.

La batterie peut être comprise dans un compartiment et liée à ce 10 compartiment par un moyen élastique afin de pouvoir vibrer au sein de ce compartiment.

La batterie peut comprendre un moyen source de vibrations relié électriquement à l'extérieur du compartiment par une prise par 15 l'intermédiaire d'une pointe mobile sous l'effet d'un ressort ou par l'intermédiaire d'un ressort conducteur ou par l'intermédiaire d'une languette conductrice élastique.

Le moyen de vibrations peut comprendre d'une part un élément 20 magnétostrictif positionné au niveau de l'axe central de la batterie, et d'autre part un bobinage positionné en périphérie de la batterie, relié vers l'extérieur par des bornes électriques, dont la fonction est de générer un champ magnétique pour faire réagir l'élément magnétostrictif.

25 La batterie peut comprendre une structure plate de type pile bouton, dans laquelle un moyen de vibrations et/ou un moyen source de vibrations et un moyen récepteur de vibrations sont intégrés au sein d'une couche en matériau conducteur, remplissant la fonction d'électrode. 30 Le moyen de vibrations peut être un élément comprenant un matériau piézoélectrique ou diélectrique, positionné au-dessus de la partie inférieure du boîtier de la batterie, isolé de cette partie inférieure par une couche isolante et relié à l'extérieur par au moins une borne électrique.

L'invention porte aussi sur un procédé de gestion d'une batterie, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de génération d'une onde vibratoire depuis l'intérieur de la batterie. Le procédé peut comprendre la génération de plusieurs ondes vibratoires de fréquences différentes.

Il peut comprendre une étape de mesure des propriétés de l'onde 15 vibratoire au sein de la batterie et une étape d'analyse de ces propriétés pour en déduire une estimation de l'état de la batterie.

L'étape d'analyse peut comprendre une comparaison des caractéristiques de l'onde par rapport à des grandeurs de référence mémorisées ou 20 calculées à partir d'un modèle physique qui permet de prévoir le comportement théorique de la batterie.

Le procédé de gestion peut comprendre les étapes suivantes : dans le cas d'un moyen de vibrations unique : 25 o application d'une tension et mesure du courant, ou inversement ; et/ou o application d'une tension ou un courant, de type impulsion, puis observation d'un écho après un certain temps en mesurant la tension ou le courant alors laissée libre ;10 dans le cas de moyens source de vibrations et récepteur de vibrations distincts : o application d'une tension et/ou d'un courant à la source et observation de la tension et/ou du courant reçu de l'autre côté.

Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre l'envoi d'un signal électrique pour générer une onde vibratoire au sein de la batterie et la réception d'un signal électrique, et l'étape d'analyse peut comprendre l'observation de l'amplitude et/ou du déphasage du signal électrique reçu.

Il peut comprendre un procédé de caractérisation d'une batterie, qui comprend la réalisation de plusieurs cycles de charge/décharge de la batterie et des mesures d'au moins une grandeur représentative du comportement de la batterie soumise à l'onde vibratoire et il peut comprendre une étape de mémorisation de ces mesures en fonction du temps et/ou du nombre de cycles de charge/décharges.

Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une étape de détermination des fréquences les plus pertinentes, en recherchant les fréquences pour lesquelles la réponse en vibrations est la plus significative, puis la mémorisation d'un abaque pour conserver dans une base de données l'information de la réponse d'une certaine batterie en amplitude ou déphasage pour les différentes fréquences identifiées, ce qui permet ensuite de faire le lien avec un état de la batterie.

Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une étape de mesure de phase lors d'une vibration à une fréquence choisie, et une étape de calcul de l'état de charge de la batterie à partir de cette mesure de phase.

Enfin, l'invention porte aussi sur un système de gestion d'une batterie, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen intelligent comprenant au moins un moyen de communication apte à avoir une liaison avec un moyen source de vibrations et/ou récepteur de vibrations d'au moins une batterie, de sorte de piloter la génération d'ondes vibratoires au sein d'au moins une batterie et mettre en oeuvre un procédé de gestion de batterie tel qu'explicité précédemment.

Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes d'exécution particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente schématiquement la mise en oeuvre du concept de l'invention selon une première approche.

La figure 2 représente schématiquement la mise en oeuvre du concept de l'invention selon une seconde approche. La figure 3 représente un premier mode d'exécution de l'invention mettant en oeuvre la première approche de l'invention dans le cadre d'une batterie de type enroulée.

25 La figure 4 représente la tension appliquée aux bornes de l'émetteur piézoélectrique utilisé dans ce premier mode d'exécution de l'invention.

La figure 5 représente la tension reçue aux bornes du récepteur piézo-électrique utilisé dans ce premier mode d'exécution de l'invention. 30 La figure 6 représente un second mode d'exécution de l'invention mettant en oeuvre la seconde approche de l'invention dans le cadre d'une batterie de type enroulée.

La figure 7 représente la tension appliquée aux bornes de l'émetteur piézoélectrique utilisé dans ce second mode d'exécution de l'invention.

La figure 8 représente l'intensité mesurée aux bornes du récepteur piézo-électrique utilisé dans ce second mode d'exécution de l'invention. Les figures 9 à 11 représentent plus précisément différentes réalisations de ce second mode d'exécution de l'invention.

Les figures 12 et 13 représentent deux variantes de réalisation de ce 15 second mode d'exécution de l'invention.

La figure 14 représente une batterie selon un troisième mode d'exécution de l'invention.

20 La figure 15 représente une variante de réalisation d'une batterie selon le troisième mode d'exécution de l'invention.

La figure 16 représente une partie agrandie de la variante de réalisation de la batterie selon le troisième mode d'exécution de l'invention. La figure 17 représente plusieurs courbes de variation de la phase en fonction de la fréquence pour plusieurs états de charge de la batterie selon un mode d'exécution de l'invention. 25 La figure 18 représente l'évolution du nombre d'Ampère heure débités en fonction de la phase, pour une fréquence donnée, lors d'une phase de décharge d'une batterie selon un mode d'exécution de l'invention.

La figure 19 représente l'évolution du nombre d'Ampère heure accumulés en fonction de la phase, pour une fréquence donnée, lors d'une phase de charge d'une batterie selon un mode d'exécution de l'invention.

La figure 20 représente un système de gestion de batterie mettant en oeuvre un procédé de gestion de batterie selon l'invention.

L'invention repose sur le concept d'intégrer à l'intérieur d'une batterie un moyen de génération d'une onde vibratoire. Cette onde vibratoire a une première fonction d'action mécanique sur la structure de la batterie, et une seconde fonction de diagnostic de la batterie par l'étude de son déplacement au sein de sa structure.

La figure 1 représente schématiquement la mise en oeuvre du concept de l'invention selon une première approche. Elle représente en coupe la structure interne active d'une batterie qui se compose de différentes couches alternant des électrodes 1, 2 respectivement de type A et B, entre lesquelles est disposé un électrolyte 3. Chaque électrode 1, 2 intègre un collecteur de courant 4. La batterie comprend de plus un moyen « source de vibrations » 5 en contact avec une électrode et un moyen « récepteur de vibrations » 6 disposé en contact avec une autre électrode de la batterie. Ces deux moyens source et récepteur de vibrations sont disposés de part et d'autre de la batterie, de sorte qu'une onde vibratoire générée traverse toute la batterie avant d'être reçue par le moyen récepteur de vibrations.

Le fonctionnement de la batterie de l'invention selon cette première approche va maintenant être explicité. Le moyen source de vibrations 5 est apte à générer une onde vibratoire, qui va traverser les différentes couches de la batterie avant d'atteindre le moyen récepteur de vibrations 6. Les propriétés de cette onde vibratoire reçue vont ainsi dépendre des propriétés mécaniques du milieu traversé, ce qui permet d'en déduire, à partir de leur analyse, des caractéristiques sur la structure interne de la batterie. Notamment, l'onde reçue sera plus ou moins atténuée et/ou plus ou moins déphasée selon l'état de la batterie. Il est ainsi possible à partir de l'observation de l'atténuation et/ou du déphasage de l'onde vibratoire à son arrivée de remonter à l'état de charge, plus généralement à l'état de santé de la batterie. Pour affiner l'analyse du diagnostic de l'état de la batterie, il est possible de réaliser ce procédé de gestion à partir de plusieurs ondes vibratoires de fréquences différentes : cette approche présente l'avantage de permettre de séparer les contributions de différents constituants de la batterie par rapport aux ondes vibratoires, chacun d'entre eux étant plus ou moins sensible et réactif dans une plage de fréquence particulière, notamment en fonction de leur élasticité, de leur densité massique et de leur viscoélasticité.

Par exemple, il apparaît que si le milieu traversé par l'onde vibratoire est visqueux, il va atténuer l'onde. De plus, si l'onde traverse des interfaces entre deux matériaux de propriétés mécaniques très différentes, elle sera partiellement réfléchie et donc sa transmission sera atténuée. Si la densité massique de la structure traversée est augmentée, à module d'Young constant, l'onde sera d'autant plus ralentie. Si ce module d'Young est diminué, l'onde sera de même d'autant plus ralentie.

La figure 2 représente schématiquement la mise en oeuvre du concept de l'invention selon une seconde approche. Elle représente une batterie en coupe dont la structure est similaire à celle de la figure 1. Pour cela, les mêmes références seront utilisées pour désigner les mêmes éléments.

Cette approche diffère de la première approche en ce que les moyens de source 5 et de réception 6 de vibrations sont réunis en un même moyen, que nous appellerons simplement moyen de vibration 56, qui sera à la fois un moyen source de vibrations et un moyen récepteur de vibrations. Sur la représentation de la figure 2, ce moyen de vibration 56 est disposé contre une électrode périphérique de la batterie. En variante, ce moyen de vibration 56 peut être disposé dans d'autres parties de la batterie, comme cela sera illustré par la suite.

Le fonctionnement du diagnostic d'une telle batterie reste similaire à celui explicité avec la première approche. Une onde vibratoire est de même générée par le moyen de vibration 56, et les différents éléments composant la batterie vont induire certains échos, des réflexions de cette onde vibratoire qui sont retournées vers la source de l'onde vibratoire. Ainsi, le moyen de vibrations 56 reçoit des ondes en retour qui sont analysées. Cette approche permet plus précisément l'analyse des composants de la batterie positionnés à proximité du moyen de vibrations 56 mais avec une puissance suffisante de vibration, elle permet d'obtenir un diagnostic de l'ensemble de la batterie.

Dans les deux approches explicitées précédemment, il est avantageux d'utiliser un couplage électromécanique des moyens de vibrations pour convertir l'impédance mécanique de la structure de la batterie, qui agit sur l'onde vibratoire, en une impédance électrique. Ainsi, les paramètres mécaniques de déplacement et d'efforts sont transformés en des paramètres électriques de tension et courant, qui sont mesurés et analysés. La mesure de l'impédance électrique représente alors en fait une image fidèle de l'impédance mécanique. Cette approche présente l'avantage de permettre d'obtenir des valeurs faciles à mesurer puis à analyser.

Avec la première approche, l'onde vibratoire générée correspond ainsi en un signal électrique de tension et de courant à une certaine fréquence. Ces paramètres électriques sont analysés au niveau du moyen de réception 6. Dans le cas de la seconde approche, il est possible de mesurer l'impédance électrique en imposant une tension au niveau du moyen de vibrations 56 et en mesurant le courant au niveau de ce même moyen de vibrations 56 ou inversement. Le rapport des amplitudes entre tension et courant ainsi que le déphasage entre les deux signaux permettent d'avoir une image de l'impédance mécanique du milieu traversé et donc une idée de ses constituants.

Finalement, la mise en oeuvre du concept de l'invention peut ainsi permettre d'obtenir simplement un diagnostic de l'état la batterie, notamment son état de charge et plus généralement son état de santé.

Plusieurs mesures peuvent être effectuées à différentes fréquences, pour obtenir une information plus précise sur la structure de la batterie, comme cela a été mentionné précédemment.

Notamment, il ressort que si le milieu est visqueux, il va absorber l'onde vibratoire et induire une absorption importante de courant selon un déphasage donné avec la tension. Si le milieu présente un module d'Young faible, il y aura besoin de moins d'efforts pour déformer la matière et donc le courant associé sera plus faible. Si la densité massique est augmentée, à module d'Young constant, la profondeur de pénétration de l'onde, pour une fréquence donnée, sera réduite et la raideur apparente plus élevée. Ces remarques illustrent comment le déplacement d'une onde vibratoire au sein d'une batterie est directement lié aux propriétés de ses constituants.

Ainsi, comme cela a été explicité ci-dessus, l'invention permet de procéder à un diagnostic de l'état de la batterie, en obtenant des informations directement liées à la structure interne de la batterie. D'autre part, la génération d'une onde vibratoire au sein de la structure de la batterie permet de plus, par son interaction avec cette structure, de la modifier.

Notamment, il est connu que le vieillissement de la batterie modifie sa structure interne et diminue ses performances. Or, la génération d'onde vibratoire interne à la batterie permet de réduire ce phénomène par une action opposée à son vieillissement, compensant ainsi cette modification néfaste de la structure interne.

Par exemple, dans le cas d'une batterie lithium ion, l'introduction de vibrations permet d'améliorer la pénétration des ions lithium au sein des matériaux actif des électrodes. Les vibrations remplissent ainsi une fonction de catalyseur facilitant l'interaction des ions lithium avec les matériaux des électrodes, puisque cela induit une convection forcée des ions lithium sur les électrodes, c'est-à-dire comme une circulation de l'électrolyte sur la surface des électrodes facilitant l'échange des ions lithium. La vibration améliore aussi l'homogénéité de la solution de l'électrolyte, en évitant par exemple une ségrégation des composants formant l'électrolyte, qui est typiquement composé de sel de lithium dans un mélange de carbonate qui doit rester à une concentration homogène. L'amplitude de la vibration est choisie de façon à induire ces améliorations, sans toutefois conduire à une détérioration des différents composants de la batterie.30 Selon un élément essentiel de l'invention, le moyen source de vibrations est intégré au sein de la structure de la batterie, directement lié avec un composant actif de la batterie, avantageusement en liaison avec une électrode ou un collecteur de courant de la batterie. Avec la solution de l'invention, l'onde vibratoire provient de l'intérieur de la batterie et se déplace avec certitude au sein de la structure de la batterie, ce qui garantit d'obtenir des informations précises sur sa structure. Pour cela, tout ou partie du moyen source de vibrations peut être disposé à l'intérieur de la batterie, c'est-à-dire en liaison directe avec sa partie active, à l'intérieur du boîtier englobant la partie active de la batterie, voire à l'intérieur du compartiment recevant la batterie. Ce moyen source de vibrations n'est donc pas indépendant de la batterie, n'est pas par exemple simplement disposé à l'extérieur de cette batterie, comme sur la surface extérieure d'un compartiment dans lequel elle est agencée. Ce positionnement à l'extérieur de la batterie ne garantirait pas un déplacement sensible d'une onde vibratoire au sein de la batterie. Un avantage supplémentaire de l'intégration du moyen de vibrations au sein de la batterie est de ne pas nécessiter une puissance élevée pour générer une onde vibratoire.

Le moyen source de vibrations 5 et/ou le moyen récepteur de vibrations 6 peuvent être réalisés à l'aide d'éléments piézoélectriques, de type membrane, poutre, disques, balance à quartz, fibres, etc. En variante, ils peuvent être de toute autre nature, comme obtenu à partir de : microphones, système électromagnétique, système électrostatique (par exemple capteur de pression, microphones à électret, diélectrique déformable, CMUT), systèmes à matériaux magnétostrictifs, à matériaux polymères ioniques et plus généralement à matériaux électro-actifs. En variante, le moyen source de vibrations 5 peut être à base d'actionneurs thermiques, et/ou actionneurs à matériaux à mémoire de forme, et le moyen récepteur de vibrations 6 peut être un actionneur à mesure optique (par exemple vibromètre laser, fibres optiques, etc.), ou un microphone. En remarque, en détournant le microphone de sa fonction initiale de récepteur, on peut l'utiliser pour émettre des vibrations. D'autre part, l'invention porte sur un procédé de gestion d'une batterie, qui comprend l'étape essentielle de génération d'une onde vibratoire depuis l'intérieur de la structure de la batterie.

10 Ce procédé de gestion pourra de plus comprendre une étape de mesure des propriétés de l'onde vibratoire au sein de la batterie et d'analyse de ces propriétés.

Comme cela à été explicité précédemment, le procédé de gestion de la 15 batterie présente ainsi une première fonction d'amélioration de la performance de la batterie en modifiant sa structure interne. Il présente de plus une seconde fonction de diagnostic de l'état de la batterie. Pour cela, l'onde vibratoire générée au sein de la batterie est analysée. Cette analyse peut consister en une comparaison des caractéristiques de l'onde 20 par rapport à une base de données. En effet, il est avantageux de mesurer auparavant les caractéristiques liées au déplacement d'une onde vibratoire en fonction de différents états possibles de la batterie et de mémoriser ces informations, qui servent ensuite de référence. En variante, la batterie peut être modélisée par un modèle physique qui permet de 25 prévoir son comportement théorique dans différentes situations. En utilisant les mesures effectuées et le modèle de comportement, il est possible d'obtenir l'état de la batterie.

Le concept de l'invention a été explicité en détail. Des modes d'exécution 30 précis vont maintenant être décrits à titre d'exemples.5 La figure 3 représente un premier mode d'exécution de l'invention, qui correspond à la mise en oeuvre de la première approche explicitée précédemment dans le cadre d'une batterie de type enroulée, pour laquelle la structure est de type cylindrique et comprend différentes couches cylindriques concentriques, de diamètres différents et de même axe de symétrie, imbriquées les unes dans les autres. Dans ce premier mode d'exécution, le moyen source de vibrations 5 est positionné au centre de la structure cylindrique de la batterie, s'étend sur son axe central de symétrie, alors que le moyen récepteur de vibrations 6 est positionné autour de la structure cylindrique de la batterie, autour de l'électrode périphérique de la batterie. De plus, le moyen source de vibrations 5 et le moyen récepteur de vibrations 6 sont des éléments piézo-électriques enroulés, comprenant respectivement des bornes électriques 7, 8.

Dans une phase de diagnostic de la batterie, un procédé de diagnostic de la batterie est mis en oeuvre, qui comprend donc une étape d'émission d'une onde vibratoire, à partir d'une tension sinusoïdale transmise aux bornes 7 de l'élément piézo-électrique central, telle que représentée sur la figure 4. Par nature, l'élément piézo-électrique central vibre sous l'effet de cette tension et transforme ainsi la tension électrique en onde vibratoire mécanique. Ensuite, l'onde vibratoire traverse les différentes couches de la structure de la batterie pour atteindre le moyen récepteur de vibrations 6. Ce dernier, qui est de même un élément piézo-électrique, transforme alors l'onde mécanique en tension électrique, dont les caractéristiques sont une image de l'onde mécanique reçue. Cette tension électrique reçue est illustrée sur la figure 5. Le procédé comprend ensuite une étape d'analyse de l'onde reçue qui comprend notamment la comparaison de l'amplitude de la tension reçue par rapport à la tension transmise initialement, représentée sur la figure 4. Cette comparaison donne une information sur l'état de la batterie.

La figure 6 représente un second mode d'exécution de l'invention, qui correspond à la mise en oeuvre de la seconde approche explicitée précédemment dans le cadre d'une batterie enroulée similaire à celle présentée ci-dessus. Dans ce mode d'exécution, le moyen source de vibrations et le moyen récepteur de vibrations sont confondus en un moyen de vibrations 56, obtenu par un seul élément piézo-électrique enroulé positionné au centre de la structure de la batterie. La surface extérieure de cette dernière est recouverte d'un boîtier 28.

Le procédé de diagnostic de la batterie comprend comme précédemment la génération d'une tension sinusoïdale aux bornes 7 de l'élément piézo-électrique, telle que représentée sur la figure 7. D'autre part, le courant est mesuré aux bornes 7 de cet élément, et présente une forme illustrée sur la figure 8. Ce courant mesuré permet d'identifier l'impédance électrique obtenue, qui est l'image de l'impédance mécanique de la batterie, ce qui permet de déduire la composition et notamment l'état chimique de sa structure, puis plus généralement son état.

Les deux modes d'exécution précédents ont été décrits à partir d'une batterie dont la structure est de type cylindrique et comprend différentes couches cylindriques ou elliptiques concentriques, de même axe de symétrie ou de révolution ou axe central, imbriquées les unes dans les autres. En variante, la batterie peut comprendre une structure enroulée, comprenant des couches enroulées autour d'un support cylindrique ou elliptique, dont l'axe forme un axe central de la batterie obtenue. Dans tous ces cas, il est avantageux de disposer le moyen source de vibrations au niveau de cet axe central de sa structure.

Selon une autre variante de réalisation, la batterie peut comprendre une structure empilée, comprenant plusieurs couches sensiblement planes disposées les unes sur les autres. Dans une telle configuration, il est avantageux de disposer le moyen source de vibrations au niveau de la couche centrale de la structure empilée.

Ce positionnement que nous pouvons qualifier de central dans toutes les architectures de batterie mentionnées ci-dessus du moyen source de vibrations 5, ou du moyen de vibrations 56, présente l'avantage que l'impédance mécanique vue depuis cet émetteur de vibrations est sensiblement la même sur ses différentes surfaces et peut donner une réponse uniforme.

Les figures 9 à 11 représentent plus précisément différentes réalisations de ce second mode d'exécution de l'invention.

Ces réalisations intègrent la batterie, présentée précédemment, dans un compartiment 10 en matériau isolant, agencée de manière mobile élastiquement par rapport à ce compartiment 10, pour permettre un bon contact électrique entre le boîtier et les bornes de la batterie et limiter la transmission de vibrations hors de son compartiment 10. Les différentes électrodes 1 du premier type sont électriquement reliées par des fils électriques 11 jusqu'à une borne 21 en forme de disque aménagée à la surface supérieure du boîtier 28 de la partie active de la batterie. Cette borne 21 forme la borne positive de la batterie. Elle est reliée à l'extérieur du compartiment 10, au niveau de sa surface supérieure, par un fil électrique 23 formant une prise de contact avec l'électrode positive de la batterie. De même, les différentes électrodes 2 du second type sont électriquement reliées par des fils 12 au boîtier 28 de la batterie, en matériau conducteur dans sa partie inférieure, formant la borne négative 22 de la batterie. Cette borne 22 est ensuite reliée jusqu'à l'extérieur du compartiment 10 par l'intermédiaire d'un ressort conducteur inférieur 9, agencé entre la surface inférieure du boîtier 28 et le compartiment 10, puis par un fil électrique 24 formant une prise de contact avec la borne négative de la batterie au niveau de la surface inférieure du compartiment 10.

L'unique moyen de vibrations 56, sous la forme d'un élément piézoélectrique, remplissant les fonctions d'émetteur et récepteur de vibrations, présente de même une liaison électrique avec l'extérieur du compartiment 10, afin de lui transmettre et mesurer des grandeurs électriques.

Selon la première réalisation illustrée sur la figure 9, cet élément piézoélectrique est relié par un fil 16 à une borne 17 aménagée dans la surface supérieure 25 isolante du boîtier 28 de la batterie. Un contact, sous la forme d'une pointe conductrice 18 soumise à un ressort 19, reste en appui sur la borne 17, pour garantir une connexion malgré les vibrations de la batterie. Ensuite, un fil 20 est fixé sur la surface supérieure de cette pointe conductrice 18 et traverse la surface supérieure du compartiment 10 pour former une prise accessible.

Selon la seconde réalisation représentée sur la figure 10, l'élément piézoélectrique est électriquement relié à une prise 20' disposée au niveau de la face inférieure du compartiment 10, par l'intermédiaire d'un second ressort conducteur 18' intégré au sein du ressort 9' lié électriquement avec la borne négative de la batterie. Naturellement, les deux ressorts imbriqués 9', 18' ne présentent aucun contact, sont isolés électriquement l'un de l'autre. Ensuite, un fil 16' relie l'élément piézoélectrique à une zone centrale inférieure du boîtier 28', qui forme une borne 17', elle-même liée au second ressort conducteur 18'. En remarque, la borne 17' au centre du boîtier 28' est isolée de la partie du boîtier 28 formant la borne négative 22' de la batterie par un disque isolant 29'.

La troisième réalisation représentée sur la figure 11 est une variante de la précédente, dans laquelle l'élément piézoélectrique s'étend verticalement vers le bas jusqu'à une liaison directe avec le second ressort 18", similaire à celui de la réalisation précédente, au travers le boîtier 28" de la batterie, au niveau d'une zone centrale 29" isolante, pour réaliser sa prise de contact sans nécessiter un fil intermédiaire tel le fil 16' de la précédente réalisation.

Toutes ces réalisations permettent donc de garantir une bonne liaison électrique vers l'extérieur de la batterie des bornes 21, 21', 21" et 22, 22', 22" de la partie active de la batterie et du moyen de vibrations 56, 56', 56" tout en permettant la vibration de la batterie à l'intérieur de son compartiment 10, 10', 10".

De plus, comme cela apparaît dans ces réalisations, la source de vibrations 56, 56', 56" est intégrée au coeur de la structure de la batterie, au niveau d'un axe central, centre de symétrie de la structure de la batterie, ce qui lui permet d'émettre des ondes vibratoires dans toutes les directions et d'obtenir un effet symétrique dans tout le volume de la batterie.

Toutefois, l'invention ne se limite naturellement pas à une telle réalisation et la source de vibrations ou l'émetteur de vibration pourrait se trouver ailleurs au sein du boîtier 28 de la batterie, disposé seulement partiellement au sein de ce boîtier 28, voire se trouver entre le compartiment et le boîtier de la batterie. Dans ce dernier cas, il est intéressant de disposer cette source de vibrations contre la surface intérieure du compartiment, pour prendre appui sur ce compartiment et transmettre les vibrations générées à la batterie, par l'intermédiaire d'un contact sur la surface extérieure de son boîtier.

La figure 12 illustre ainsi une quatrième réalisation dans laquelle le moyen de vibrations 56 se présente sous une forme cylindrique disposée à la périphérie extérieure de la batterie, entre les différentes couches d'électrodes 1, 2 et le boîtier 28. Dans une telle réalisation, l'ensemble reste intégré dans un compartiment 10 de manière similaire aux trois réalisations explicitées ci-dessus. Toutefois, la liaison électrique du moyen de vibrations 56 vers l'extérieur est obtenue plus simplement, par une languette conductrice 26 fixée d'une part sur la surface intérieure du compartiment 10 et d'autre part sur une extrémité du moyen de vibrations 56. Cette languette 26 est ensuite liée à l'extérieur du compartiment 10 par un fil traversant 27 formant une prise électrique.

La figure 13 illustre une autre réalisation du second mode d'exécution de l'invention dans laquelle le moyen de vibrations 56 comprend un matériau magnétostrictif, qui se déforme donc en présence d'un champ magnétique. Pour cela, le moyen de vibrations 56 comprend d'une part un élément magnétostrictif 30 positionné au niveau de l'axe central de la batterie, et d'autre part un bobinage 31 positionné autour du boîtier 28 de la batterie, dont la fonction est de générer un champ magnétique. En variante, ce bobinage pourrait être intégré à l'intérieur du boîtier 28.

L'application d'un champ électrique entre les bornes 37 du bobinage 31 créée un champ magnétique à l'intérieur de la batterie, qui induit la déformation de l'élément magnétostrictif 30 central qui génère ainsi une onde vibratoire au sein de la structure de la batterie. De cette manière, le champ magnétique fait réagir l'élément magnétostrictif 30. Comme explicité précédemment, la mesure du courant, si on impose une tension, ou d'une tension, si on impose un courant, aux bornes 37 du bobinage renseigne sur les propriétés de l'onde vibratoire au sein de la batterie. En remarque, cette réalisation présente l'avantage de ne pas nécessiter de liaison électrique entre l'élément magnétostrictif 30 central et l'extérieur de la batterie, ce qui simplifie la mise en oeuvre.

A titre d'exemple, le matériau magnétostrictif peut être choisi parmi : le Permalloy 78 (alliage fer-Nickel à 78 °/O de Nickel), Alfenol (alliage fer-aluminium à 10-20 °/O d'aluminium), alliage nickel-cobalt, alliage fer-cobalt, le 2V Permendur, ferrites de nickel, le Terfenol-D (Tbo,3, Dyo, 7FEY), l'alliage de C074Fe6B20, le Metglas2605SC (Fe81B13,5S13,5C2), certains monocristaux métalliques.

Les réalisations précédentes ont été faites dans le cas d'une batterie de type enroulée. Toutefois, le concept de l'invention reste applicable sur tout type de batterie. A titre d'exemples, les figures 14 à 16 illustrent un troisième mode d'exécution sur une pile bouton.

La pile bouton représentée sur les figures 14 à 16 comprend une structure composée d'une superposition de couches disposées entre les partie inférieure 28a et supérieure 28b d'un boîtier, comprenant de haut en bas : un ressort 41 de mise sous pression compris entre la partie supérieure 28b du boîtier, formant une première électrode, et un premier collecteur de courant 42, une couche de lithium 43, un séparateur avec électrolyte 44, une couche de matière active 45 puis un matériau conducteur ou second collecteur de courant 46, remplissant la fonction d'électrode, au sein duquel est positionné un moyen de vibrations 56 dans le bas du compartiment, représentant la seconde borne de la pile.

Selon la première réalisation de la figure 14, le moyen de vibrations 56 est un élément circulaire (balance à quartz) à base de matériau piézoélectrique, positionné au-dessus du boîtier inférieur de la pile, isolé de ce boîtier par une couche isolante 48. Lors de l'application d'une tension électrique aux bornes 47 de l'élément piézoélectrique, ce dernier se déforme et créée une onde vibratoire au sein de la structure de la couche. La mesure de l'intensité permet de déduire des informations sur la pile, selon le procédé explicité précédemment.

Les figures 15 et 16 illustrent une variante de réalisation de ce troisième mode d'exécution, dans laquelle le moyen de vibrations 56 est obtenu par un élément à base de matériau diélectrique. Lorsqu'une tension électrique est appliquée entre les deux faces de ce matériau via deux électrodes, une force électrostatique apparaît qui induit la compression du matériau. Ce dernier peut être relativement rigide, de type céramique, ou plus souple, de type polymère. Le choix de la rigidité de ce matériau permet de privilégier la fréquence de fonctionnement, la haute fréquence pour un matériau rigide ou la basse fréquence pour un matériau souple.

Dans une application à une pile bouton de type lithium ion, le concept de l'invention appliqué au niveau de l'électrode négative, le plus souvent en carbone graphite, est une approche avantageuse car son impédance mécanique varie beaucoup, et donc la réponse électrique obtenue, avec l'insertion et/ou désinsertion du lithium lors de sa décharge et/ou charge.

Comme cela a été illustré précédemment, le concept de l'invention peut s'appliquer sur tous types de batteries, quelque soit la technologie implémentée. Elle est particulièrement efficace dans le cas des batteries Lithium-Ion. En effet, lors du fonctionnement d'un tel générateur électrochimique, le lithium présent au niveau de l'anode, en carbone graphite chargé en lithium, est libéré sous forme ionique et migre vers la cathode. Cette migration du lithium d'une électrode à l'autre entraîne une modification de la structure interne de la batterie, qui est détectable par le comportement de la batterie soumise à des vibrations mécaniques. Cela s'explique notamment par le fait qu'il existe une grande disparité entre le module de Young du lithium et celui des autres éléments constituant les matières actives de la batterie. L'insertion de lithium au sein d'une structure solide de la batterie entraîne une modification de sa densité massique, de sa viscosité et de son élasticité. Cette modification des propriétés mécaniques modifie le comportement de la batterie soumise à des vibrations. De plus, avec le vieillissement de la batterie, des fissures irréversibles apparaissent, qui entraînent des discontinuités dans la structure cristalline de la batterie. Ce phénomène induit une baisse des performances de la batterie, par une baisse de sa capacité et une augmentation de sa résistance interne. D'autres dégradations peuvent apparaître avec son vieillissement, comme la dissolution du métal présent dans l'électrode positive, la corrosion des collecteurs métalliques, ou la décomposition de l'électrolyte. Ces détériorations dépendent notamment des régimes de charge/décharge de la batterie et de sa température. Elles induisent une modification détectable du comportement de la batterie soumise à des vibrations. Comme cela a été évoqué précédemment, le procédé de gestion de la batterie peut comprendre une étape de mesure des propriétés de l'onde vibratoire au sein de la batterie et d'analyse de ces propriétés.

10 Selon une première sous-étape, l'analyse de ces propriétés comprend la comparaison des valeurs mesurées avec des valeurs de référence. Ces valeurs de référence peuvent être obtenues par la modélisation du comportement de la batterie vis-à-vis des ondes vibratoires, notamment sa réponse fréquentielle du fait de sa charge et/ou de son état, usure, 15 vieillissement, etc., ou par rapport à des valeurs de référence obtenues empiriquement, à partir d'un procédé de caractérisation

Ainsi, l'invention porte aussi sur un procédé de caractérisation d'une batterie, qui comprend la réalisation de plusieurs cycles de 20 charge/décharge de la batterie et la mesure d'une grandeur représentative du comportement de la batterie soumise à l'onde vibratoire. Notamment, l'amplitude et le déphasage de l'onde et/ou toute grandeur représentant une image de l'onde peuvent être mesurés. Cette grandeur peut être une grandeur électrique, comme une tension 25 et/ou une intensité, obtenue après transformation d'un phénomène de vibration mécanique en courant électrique. D'autre part, cette mesure peut être répétée pour plusieurs fréquences différentes.

Le procédé de caractérisation comprend une étape de mémorisation de 30 ces mesures en fonction du temps et/ou du nombre de cycles de5 charge/décharges. Le procédé de caractérisation comprend aussi une étape de détermination des fréquences les plus pertinentes, en recherchant les fréquences pour lesquelles la réponse en vibrations est la plus significative, c'est-à-dire la plus sensible à l'état réel de la batterie qui est connu par ailleurs. Par exemple, les différents essais de fréquence permettront de déterminer les fréquences particulièrement sensibles à l'état de charge de la batterie, ou à l'état de santé, ou à la température ou à tout autre élément externe. Lorsque cette phase de corrélation des réponses en fréquence d'une batterie à une onde vibratoire est effectuée, un abaque est réalisable, pour conserver dans une base de données l'information de la réponse d'une certaine batterie en amplitude ou déphasage pour les fréquences identifiées, ce qui permet ensuite de faire le lien avec un état de la batterie.

A titre d'exemple, des tests ont été effectués sur une pile bouton du type de celle représentée par la figure 14, au sein de laquelle un moyen de vibrations de type transducteur piézoélectrique de résonance à vide de 9 kHz a été implémenté.

La figure 17 illustre plusieurs courbes de mesure de la phase entre la tension appliquée et le courant mesuré, en fonction de plusieurs valeurs de fréquence de vibrations. Les différentes courbes représentent différents états de charge de la batterie, car les mesures ont été répétées lors d'une phase de recharge de la batterie sur une durée d'environ 20 heures.

Pour une fréquence donnée, il ressort de la figure 17 que la phase varie avec l'état de charge de la batterie. Pour mieux visualiser un tel phénomène, les figures 18 et 19 représentent l'évolution de la phase en fonction de la charge d'une batterie, pour une fréquence de vibrations choisie, lors d'une décharge et d'une charge de la batterie respectivement. Il apparaît que pour une valeur de phase mesurée correspond une seule valeur d'état de charge de la batterie. Par conséquent, le procédé de gestion de la batterie peut comprendre les étapes suivantes : - mesure de phase lors d'une vibration à une fréquence choisie ; - calcul de l'état de charge de la batterie à partir de cette mesure de phase.

Dans tous les cas, la réponse de la batterie s'entend comme la mesure d'une grandeur à partir d'une autre grandeur appliquée représentative d'une onde vibratoire. Comme cela a été vu, les grandeurs sur lesquelles on applique le concept de l'invention sont avantageusement des grandeurs électriques, de tension et/ou courant. Ainsi, A titre d'exemple, les observations suivantes sont possibles : Dans le cas d'un moyen de vibrations unique : o On applique une tension et on mesure le courant, ou inversement ; o On applique une tension, de type impulsion, puis on observe l'écho après un certain temps en mesurant la tension alors laissée libre ; on peut faire de même avec le courant. Dans le cas d'un moyen source de vibrations et récepteur de vibrations distincts : o On applique une tension d'un côté et on observe la tension reçue de l'autre côté ; on peut faire de même avec un courant, placé à une tension nulle ou fixe ; o On applique un courant d'un côté et on observe la tension de l'autre côté ou inversement, en plaçant une tension nulle ou fixe lorsqu'on observe le courant. o En remarque, les deux moyens peuvent être réversibles, c'est-à-dire qu'on peut répéter l'opération en inversant les rôles entre les moyens source et récepteur.

Il est aussi possible d'observer l'amplitude de sortie, c'est-à-dire le gain du signal quand l'amplitude du signal d'entrée est constante. Si le comportement de la batterie est non-linéaire, il est possible d'analyser l'effet sur l'amplitude, qui peut donner une information sur l'état de charge ou de santé de la batterie. Dans ce cas, on peut simplement mesurer l'amplitude du signal de sortie pour plusieurs amplitudes du signal d'entrée.

D'autre part, l'invention porte aussi sur un système de gestion de batterie, représenté sur la figure 20, qui permet la mise en oeuvre du procédé de gestion de batterie de l'invention. Ce système repose sur un moyen intelligent, comprenant des moyens matériel et/ou logiciel, avantageusement un contrôleur 50, et/ou un calculateur comme un microprocesseur, qui pilote l'ensemble du système. Pour cela, il comprend un moyen de communication 51 avec au moins une batterie, plus exactement avec le moyen de vibrations 56 de la batterie, afin de pouvoir lui transmettre une commande de vibrations sous la forme d'un signal électrique 52, dont les deux grandeurs de fréquence et amplitude sont connues et communiquées pour une comparaison avec les grandeurs de sortie. Ensuite, il comprend de préférence une mémoire 53 pour stocker les grandeurs de référence et les résultats des analyses, par exemple une base de données. Le contrôleur 50 récupère ainsi les mesures de sortie de la batterie, provenant du moyen récepteur de vibrations, comme l'amplitude et la phase du signal de sortie. Toutes ces données sont analysées, comparées avec des valeurs de référence mémorisées, afin d'en déduire l'état de la batterie, par la reconnaissance de la signature obtenue par ces données. Bien entendu, le système de gestion de batterie peut présenter une autre architecture équivalente. Un même système peut comprendre plusieurs liaisons simultanées avec plusieurs batteries afin de superviser et gérer plusieurs batteries, sur la base d'une même base de données ou de plusieurs bases par exemple.

Comme cela a été explicité précédemment, la solution retenue permet d'atteindre deux fonctions principales : une première fonction d'action sur la structure interne de la batterie pour réagir aux effets néfastes du vieillissement, et une seconde fonction de diagnostic de l'état de la batterie. Ainsi, le concept de l'invention comprend aussi des réalisations pour lesquelles seule la première fonction est mise en oeuvre, à partir d'un seul moyen source de vibrations, sans besoin d'un moyen récepteur de vibrations.

Claims (25)

1. REVENDICATIONS1. Batterie caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen source de vibrations (5 ; 56) disposé à l'intérieur de la batterie.
2. 2. Batterie selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'elle comprend une structure interne active et un moyen source de vibrations (5 ; 56) disposé à l'intérieur de cette structure interne active.
3. 3. Batterie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie active disposée au sein d'un boîtier (28) et en ce que le moyen source de vibrations (5 ; 56) est au moins partiellement disposé au sein du boîtier (28) ou en ce qu'il est disposé à l'intérieur d'un compartiment (10 ; 10' ; 10") dans lequel la batterie est fixée.
4. 4. Batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen source de vibrations (5 ; 56) est lié à une partie active de la batterie comme une électrode (1 ; 2) ou un collecteur de courant (3).
5. 5. Batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen source de vibrations (5 ; 56) est disposé au niveau d'une zone centrale de la batterie ou en périphérie de la batterie. 25
6. 6. Batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un moyen récepteur de vibrations (6).
7. 7. Batterie selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen récepteur de vibrations (6 ; 56) est disposé à l'intérieur de sa 30 structure, confondu ou distinct du moyen source de vibrations (5 ; 56).20
8. 8. Batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen source de vibrations (5 ; 56) comprend un élément piézoélectrique, et/ou au moins un microphone, et/ou actionneurs thermiques, et/ou actionneurs à matériaux à mémoire de forme, et/ou un actionneur, de type un système électromagnétique, et/ou un système électrostatique, et/ou des systèmes à matériaux magnétostrictifs, et/ou à matériaux polymères ioniques, et/ou à matériaux électro-actifs, et/ou en ce que le moyen récepteur de vibrations (6 ; 56) comprend un actionneur à mesure optique, et/ou un élément piézoélectrique, et/ou au moins un microphone, et/ou un actionneur, de type un système électromagnétique, et/ou un système électrostatique, et/ou des systèmes à matériaux magnétostrictifs, et/ou à matériaux polymères ioniques, et/ou à matériaux électro-actifs, et/ou un actionneur, de type un système électromagnétique, et/ou un système électrostatique, et/ou des systèmes à matériaux magnétostrictifs, et/ou à matériaux polymères ioniques, et/ou à matériaux électro-actifs.
9. 9. Batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une structure sensiblement cylindrique ou elliptique ou spirale autour d'un axe central, incluant des couches formant deux types d'électrodes (1, 2) séparées par une couche d'électrolyte (3), et en ce que le moyen source de vibrations (5) est disposé le long de l'axe central de la batterie et en ce qu'un moyen récepteur de vibrations (6) est disposé en partie périphérique de la batterie ou en ce que le moyen source de vibrations et le moyen récepteur de vibrations forment un seul moyen de vibrations (56) disposé le long de l'axe central de la batterie.
10. 10. Batterie selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce 30 qu'elle comprend une structure formée d'un empilement de couchessensiblement planes avec une couche centrale disposée au milieu de cet empilement et en ce que le moyen source de vibrations (5 ; 56) est disposé au niveau de la couche centrale.
11. 11. Batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est comprise dans un compartiment (10) et liée à ce compartiment (10) par un moyen élastique afin de pouvoir vibrer au sein de ce compartiment (10).
12. 12. Batterie selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen source de vibrations (5 ; 56) relié électriquement à l'extérieur du compartiment (10) par une prise (20 ; 20' ; 20" ; 27) par l'intermédiaire d'une pointe (18) mobile sous l'effet d'un ressort (19) ou par l'intermédiaire d'un ressort conducteur (18' ; 18") ou par l'intermédiaire d'une languette conductrice élastique (26).
13. 13. Batterie selon la revendication 9, caractérisée en ce que le moyen de vibrations comprend d'une part un élément magnétostrictif (30) positionné au niveau de l'axe central de la batterie, et d'autre part un bobinage (31) positionné en périphérie de la batterie, relié vers l'extérieur par des bornes électriques (37), dont la fonction est de générer un champ magnétique pour faire réagir l'élément magnétostrictif (30).
14. 14. Batterie selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une structure plate de type pile bouton, dans laquelle un moyen de vibrations (56) et/ou un moyen source de vibrations (5) et un moyen récepteur de vibrations (6) sont intégrés au sein d'une couche en matériau conducteur (46), remplissant la fonction d'électrode.30
15. 15. Batterie selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen de vibrations (56) est un élément comprenant un matériau piézoélectrique ou diélectrique, positionné au-dessus de la partie inférieure (28a) du boîtier de la batterie, isolé de cette partie inférieure par une couche isolante (48) et relié à l'extérieur par au moins une borne électrique (47).
16. 16. Procédé de gestion d'une batterie, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de génération d'une onde vibratoire depuis l'intérieur de la batterie.
17. 17. Procédé de gestion d'une batterie selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend la génération de plusieurs ondes vibratoires de fréquences différentes.
18. 18. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure des propriétés de l'onde vibratoire au sein de la batterie et une étape d'analyse de ces propriétés pour en déduire une estimation de l'état de la batterie. 20
19. 19. Procédé de gestion d'une batterie selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape d'analyse comprend une comparaison des caractéristiques de l'onde par rapport à des grandeurs de référence mémorisées ou calculées à partir d'un modèle physique qui permet de 25 prévoir le comportement théorique de la batterie.
20. 20. Procédé de gestion d'une batterie selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - dans le cas d'un moyen de vibrations (56) unique :15o application d'une tension et mesure du courant, ou inversement ; et/ou o application d'une tension ou un courant, de type impulsion, puis observation d'un écho après un certain temps en mesurant la tension ou le courant alors laissée libre ; dans le cas de moyens source de vibrations (5) et récepteur de vibrations (6) distincts : o application d'une tension et/ou d'un courant à la source et observation de la tension et/ou du courant reçu de l'autre côté.
21. 21. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications 16 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend l'envoi d'un signal électrique pour générer une onde vibratoire au sein de la batterie et la réception d'un 15 signal électrique, et en ce que l'étape d'analyse comprend l'observation de l'amplitude et/ou du déphasage du signal électrique reçu.
22. 22. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications 15 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de caractérisation 20 d'une batterie, qui comprend la réalisation de plusieurs cycles de charge/décharge de la batterie et des mesures d'au moins une grandeur représentative du comportement de la batterie soumise à l'onde vibratoire et en ce qu'il comprend une étape de mémorisation de ces mesures en fonction du temps et/ou du nombre de cycles de 25 charge/décharges.
23. 23. Procédé de gestion d'une batterie selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination des fréquences les plus pertinentes, en recherchant les 30 fréquences pour lesquelles la réponse en vibrations est la plus 10significative, puis la mémorisation d'un abaque pour conserver dans une base de données l'information de la réponse d'une certaine batterie en amplitude ou déphasage pour les différentes fréquences identifiées, ce qui permet ensuite de faire le lien avec un état de la batterie.
24. 24. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications 16 à 23, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure de phase lors d'une vibration à une fréquence choisie, et une étape de calcul de l'état de charge de la batterie à partir de cette mesure de phase. 10
25. 25. Système de gestion d'une batterie, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen intelligent comprenant au moins un moyen de communication (51) apte à avoir une liaison avec un moyen source de vibrations (5 ; 56) et/ou récepteur de vibrations (6 ; 56) d'au moins une batterie, de sorte de 15 piloter la génération d'ondes vibratoires au sein d'au moins une batterie et mettre en oeuvre un procédé de gestion de batterie selon l'une des revendications 16 à 24.5