FR2982206A1

FR2982206A1 - DEVICE AND METHOD FOR MANAGING A BATTERY FOR ITS NON-USE DURING A SELECTED DURATION

Info

Publication number: FR2982206A1
Application number: FR1160159A
Authority: FR
Inventors: Agnes Debourg
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-05-10
Anticipated expiration: 2031-11-08
Also published as: WO2013068672A1; FR2982206B1

Abstract

Ce dispositif (D) comprend, d'une part, des moyens de calcul (MC) agencés, en cas de réception d'une durée Ds pendant laquelle la batterie (BA) ne sera plus utilisée et d'une température extérieure Te autour de cette batterie (BA), pour déterminer des vitesses d'auto-décharge de la batterie (BA) pour différents états de charge initiaux en fonction de facteurs d'accélération d'auto-décharge et de la température extérieure Te, et des états de charge finaux à l'expiration de Ds en partant des différents états de charge initiaux et en fonction de facteurs d'accélération du vieillissement et des vitesses d'auto-décharge, et, d'autre part, des moyens de sélection (MS) agencés pour déterminer un état de charge initial optimal auquel correspond l'état de charge final qui est près, par valeur supérieure, d'un seuil choisi, afin qu'il soit appliqué à la batterie (BA) pour qu'elle présente cet état de charge final à l'expiration de Ds.This device (D) comprises, on the one hand, computing means (MC) arranged, in case of reception of a duration Ds during which the battery (BA) will no longer be used and an outside temperature Te around this battery (BA), for determining self-discharge rates of the battery (BA) for different initial charge states as a function of self-discharge acceleration factors and external temperature Te, and states of final charge at the expiration of Ds starting from different initial states of charge and as a function of aging acceleration factors and self-discharge rates, and secondly, selection means (MS) arranged to determine an optimum initial state of charge corresponding to the final charge state which is near, by a higher value, a chosen threshold, so that it is applied to the battery (BA) so that it presents this state of final charge at the expiration of Ds.

Description

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE GESTION D'UNE BATTERIE EN VUE DE SA NON UTILISATION PENDANT UNE DURÉE CHOISIE L'invention concerne le domaine des batteries (éventuellement de type multicellulaire), et plus précisément la gestion de telles batteries lorsqu'elles ne doivent plus être utilisées pendant une durée choisie. Comme le sait l'homme de l'art, lorsqu'un système qui comprend une batterie n'est pas utilisé, sa batterie s'auto-décharge. Par conséquent, lorsqu'un utilisateur veut réutiliser un tel système, il retrouve la batterie au moins partiellement déchargée. Si l'état de charge (ou SOC (pour « State Of Charge »)) de la batterie est supérieur à un seuil prédéfini (généralement fonction de son type), elle peut être rechargée relativement rapidement, et sa décharge partielle n'induit pas d'accélération de son vieillissement. Dans le cas contraire (état de charge inférieur au seuil prédéfini), non seulement le temps de recharge de la batterie est beaucoup plus long, mais également le vieillissement de la batterie se trouve accéléré, ce qui est doublement pénalisant pour l'utilisateur. Afin d'éviter, autant que faire se peut, que l'état de charge d'une batterie ne tombe en dessous du seuil prédéfini associé consécutivement à une durée de non utilisation relativement longue, il a été proposé, notamment dans le document brevet FR 2939977, de déterminer l'état de charge que doit présenter cette batterie avant que ne débute cette durée de non utilisation pour qu'elle présente un état de charge minimal à l'expiration de cette durée.The invention relates to the field of batteries (possibly multicellular type), and more specifically the management of such batteries when they are no longer to be used. during a chosen period. As known to those skilled in the art, when a system that includes a battery is not used, its battery self-discharges. Therefore, when a user wants to reuse such a system, he finds the battery at least partially discharged. If the state of charge (or SOC (for "State Of Charge")) of the battery is higher than a predefined threshold (usually depending on its type), it can be recharged relatively quickly, and its partial discharge does not induce acceleration of its aging. In the opposite case (state of charge lower than the predefined threshold), not only the recharging time of the battery is much longer, but also the aging of the battery is accelerated, which is doubly penalizing for the user. In order to avoid, as far as possible, that the state of charge of a battery falls below the predefined threshold associated with a relatively long period of non-use, it has been proposed, in particular in the patent document FR 2939977, to determine the state of charge that this battery must present before this period of non-use begins so that it presents a state of minimal charge at the end of this period.

Une telle solution ne s'avère pas entièrement satisfaisante dans la mesure où elle ne prend pas en considération la température extérieure de la zone où est situé le système (et donc la batterie) pendant qu'il n'est pas utilisé, alors même qu'elle influence ce que l'homme de l'art appelle les facteurs d'accélération du vieillissement et d'auto-décharge de la batterie. Il est rappelé que les deux facteurs d'accélération précités sont interdépendants, et que leurs évolutions respectives dépendent de l'état de charge courant de la batterie et de la température de la batterie, et donc de la température à l'extérieur de la batterie. Il est également rappelé que la vitesse d'auto-décharge résulte d'une perte réversible de la capacité de stockage de la batterie, alors que le vieillissement résulte d'une perte irréversible de la capacité de stockage de la batterie, et qu'en outre la vitesse de vieillissement augmente avec la vitesse d'auto-décharge. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation, et plus précisément de permettre la détermination d'un état de charge initial optimal d'une batterie avant une phase de non utilisation, afin d'éviter qu'elle ne se décharge en dessous d'un seuil prédéfini et que son vieillissement ne soit accéléré par les conditions dans lesquelles elle est placée pendant cette phase de non utilisation. Elle propose notamment à cet effet un dispositif, destiné à gérer l'état de charge d'une batterie, et comprenant : - des moyens de calcul agencés, en cas de réception d'une durée Ds pendant laquelle la batterie ne sera plus utilisée et d'une température extérieure Te autour de cette batterie, pour déterminer, d'une part, des vitesses d'auto-décharge de la batterie pour différents états de charge initiaux en fonction de facteurs d'accélération d'auto-décharge correspondant respectivement à ces derniers et de la température extérieure Te, et, d'autre part, des états de charge finaux à l'expiration de la durée Ds en partant des différents états de charge initiaux et en fonction de facteurs d'accélération du vieillissement correspondant respectivement à ces derniers et des vitesses d'auto-décharge, et - des moyens de sélection agencés pour déterminer un état de charge initial optimal auquel correspond l'état de charge final, parmi ceux déterminés, qui est près, par valeur supérieure, d'un seuil choisi, afin que cet état de charge initial optimal soit appliqué à la batterie pour qu'elle présente cet état de charge final à l'expiration de la durée Ds. L'invention permet donc avantageusement d'adapter l'état de charge initial d'une batterie en fonction de la durée pendant laquelle il est prévu de ne pas l'utiliser et de la température extérieure prévue dans la zone où elle sera placée pendant toute cette durée. Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de sélection peuvent être agencés pour déterminer un état de charge initial optimal auquel correspond l'état de charge final, parmi ceux déterminés, qui est près, par valeur supérieure, du seuil choisi ; - ses moyens de calcul peuvent être agencés pour déterminer chaque vitesse d'auto-décharge correspondant à l'un des états de charge initiaux en multipliant une vitesse d'auto-décharge de référence par un facteur d'accélération d'auto-décharge qui correspond à cet état de charge initial ; - ses moyens de calcul peuvent être agencés pour déterminer chaque état de charge final correspondant à l'un des états de charge initiaux en multipliant la vitesse d'auto-décharge correspondant à cet état de charge initial par le facteur d'accélération du vieillissement correspondant à cet état de charge initial ; - ses moyens de calcul peuvent être agencés pour déterminer l'état de charge final, qui correspond à un état de charge initial qui suit un autre état de charge initial correspondant à un état de charge final inférieur ou égal au seuil, en utilisant une vitesse d'auto-décharge correspondant à cet autre état de charge initial ; - ses moyens de calcul peuvent être agencés pour déterminer les facteurs d'accélération du vieillissement et d'auto-décharge de la batterie pour les différents états de charge initiaux en fonction de la température extérieure Te ; - ses moyens de calcul peuvent être agencés pour déterminer une température interne Ti de la batterie en fonction de la température extérieure Te et d'un modèle thermique d'évolution de la batterie, et pour utiliser cette température interne Ti pour déterminer les vitesses d'auto-décharge et lesdits états de charge finaux, ainsi qu'éventuellement les facteurs d'accélération du vieillissement et d'auto-décharge. L'invention propose également un calculateur, destiné à équiper un système comprenant une batterie, et comportant un dispositif de gestion du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un système comprenant une batterie et un calculateur du type de celui présenté ci-avant. Un tel système peut, par exemple, constituer un véhicule, éventuellement de type automobile. L'invention propose également un procédé destiné à gérer l'état de charge d'une batterie, et comprenant, en cas de réception d'une durée Ds pendant laquelle la batterie ne sera plus utilisée et d'une température extérieure Te autour de cette batterie : - une étape consistant à déterminer, d'une part, des vitesses d'auto- décharge de la batterie pour différents états de charge initiaux en fonction de facteurs d'accélération d'auto-décharge correspondant respectivement à ces derniers et de la température extérieure Te, et, d'autre part, des états de charge finaux à l'expiration de la durée Ds en partant des différents états de charge initiaux et en fonction de facteurs d'accélération du vieillissement correspondant respectivement à ces derniers et des vitesses d'auto-décharge, et - une étape consistant à déterminer un état de charge initial optimal auquel correspond l'état de charge final, parmi ceux déterminés, qui est près, par valeur supérieure, d'un seuil choisi, afin que cet état de charge initial optimal soit appliqué à la batterie pour qu'elle présente cet état de charge final à l'expiration de la durée Ds.Such a solution is not entirely satisfactory in that it does not take into account the outside temperature of the zone where the system (and therefore the battery) is located while it is not being used, even though It influences what the skilled person calls the acceleration factors of aging and self-discharge of the battery. It is recalled that the two aforementioned acceleration factors are interdependent, and that their respective evolutions depend on the current state of charge of the battery and the temperature of the battery, and therefore on the temperature outside the battery. . It is also recalled that the speed of self-discharge results from a reversible loss of storage capacity of the battery, while aging results from an irreversible loss of storage capacity of the battery, and that Besides the aging speed increases with the speed of self-discharge. The object of the invention is therefore to improve the situation, and more precisely to enable the determination of an optimal initial state of charge of a battery before a phase of non-use, in order to prevent it from being discharged in below a predefined threshold and that its aging is accelerated by the conditions in which it is placed during this phase of non-use. It proposes in particular for this purpose a device, intended to manage the state of charge of a battery, and comprising: - computing means arranged, in case of reception of a duration Ds during which the battery will no longer be used and an external temperature Te around this battery, to determine, on the one hand, self-discharge rates of the battery for different initial states of charge as a function of self-discharge acceleration factors respectively corresponding to these and the external temperature Te, and secondly, final load states at the expiration of the duration Ds starting from the different initial states of charge and as a function of aging acceleration factors respectively corresponding to these and self-discharge rates, and - selection means arranged to determine an optimal initial charge state which corresponds to the final state of charge, among those determined, which e by a higher value, by a chosen threshold, so that this optimum initial state of charge is applied to the battery so that it presents this final state of charge at the expiration of the duration Ds. The invention therefore advantageously makes it possible to adapt the initial state of charge of a battery as a function of the duration during which it is intended not to use it and of the expected outside temperature in the zone where it will be placed during any this duration. The device according to the invention can comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular: its selection means can be arranged to determine an optimum initial charge state to which the final state of charge corresponds, among those determined, which is near, by higher value, of the chosen threshold; its calculation means can be arranged to determine each self-discharge speed corresponding to one of the initial states of charge by multiplying a reference self-discharge rate by a self-discharge acceleration factor which corresponds to this initial state of charge; its calculation means can be arranged to determine each final charge state corresponding to one of the initial states of charge by multiplying the self-discharge rate corresponding to this initial state of charge by the corresponding acceleration factor of aging. at this initial state of charge; its calculation means can be arranged to determine the final state of charge, which corresponds to an initial state of charge which follows another initial charge state corresponding to a final charge state less than or equal to the threshold, using a speed self-discharge corresponding to this other initial state of charge; its calculation means can be arranged to determine the acceleration factors of aging and self-discharge of the battery for the different initial states of charge as a function of the external temperature Te; its calculation means can be arranged to determine an internal temperature Ti of the battery as a function of the external temperature Te and of a thermal evolution model of the battery, and to use this internal temperature Ti to determine the speeds of self-discharge and said final charge states, as well as possibly the acceleration factors of aging and self-discharge. The invention also proposes a computer, intended to equip a system comprising a battery, and comprising a management device of the type of that presented above. The invention also proposes a system comprising a battery and a computer of the type of that presented above. Such a system may, for example, constitute a vehicle, possibly of automobile type. The invention also proposes a method for managing the state of charge of a battery, and comprising, in the event of receiving a duration Ds during which the battery will no longer be used and an outside temperature Te around this battery: - a step of determining, on the one hand, self-discharge rates of the battery for different initial states of charge as a function of self-discharge acceleration factors respectively corresponding to these and the external temperature Te, and secondly, final load states at the expiration of the duration Ds starting from the different initial states of charge and as a function of acceleration factors of aging respectively corresponding to these and speeds self-discharge, and - a step of determining an optimal initial charge state to which the final charge state corresponds, of those determined, which is near, by a higher value. e, a chosen threshold, so that this optimum initial charge state is applied to the battery so that it presents this final charge state at the expiration of the duration Ds.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comportant une batterie multicellulaire couplée à un calculateur comprenant un dispositif de gestion selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement au sein d'un diagramme un exemple d'évolution du facteur d'accélération d'auto-décharge d'une batterie en fonction de l'état de charge initial de cette batterie, pour une température interne de batterie donnée, la figure 3 illustre schématiquement au sein d'un diagramme trois exemples d'évolution du facteur d'accélération du vieillissement d'une batterie en fonction de la température interne de cette batterie et pour trois états de charge initiaux différents de cette batterie, et - la figure 4 illustre schématiquement un exemple d'organigramme permettant de mettre en oeuvre le procédé de gestion selon l'invention. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.Other characteristics and advantages of the invention will emerge on examining the following detailed description, and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 diagrammatically and functionally illustrates a vehicle comprising a multicellular battery coupled to a computer comprising a management device according to the invention, Figure 2 schematically illustrates in a diagram an example of evolution of the self-discharge acceleration factor of a battery according to the initial state of charge of the battery for a given internal battery temperature, FIG. 3 schematically illustrates in a diagram three examples of evolution of the aging acceleration factor of a battery as a function of the internal temperature of this battery and for three states of different initial charges of this battery, and - Figure 4 schematically illustrates an exemplary flow chart for implementing the procedure. management of the invention. The attached drawings may not only serve to complete the invention, but also contribute to its definition, if any.

Comme indiqué précédemment, l'invention propose notamment un dispositif de gestion D destiné à gérer l'état de charge initial d'une batterie BA lorsqu'il est prévu que cette dernière (BA) ne soit pas utilisée pendant une durée Ds choisie. Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que la batterie BA est de type multicellulaire. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de batterie. On notera que l'on entend ici par « batterie multicellulaire » un équipement comportant N cellules de stockage d'énergie électrique Ci (i = 1 à N, avec N 2). Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les cellules Ci de la batterie BA sont de type Li-ion. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de cellule. Elle concerne en effet tout type de cellule capable de stocker de l'énergie électrique en vue de la restituer. Ainsi, les cellules pourront être également de type Ni-Mh ou plomb, par exemple, à condition que l'on dispose de leurs caractéristiques.As indicated above, the invention proposes in particular a management device D for managing the initial state of charge of a battery BA when it is expected that the latter (BA) is not used for a duration Ds chosen. In what follows, it is considered by way of non-limiting example that the battery BA is multicellular type. But the invention is not limited to this type of battery. It will be noted that here "multicellular battery" is understood to mean an equipment comprising N electric energy storage cells Ci (i = 1 to N, with N 2). Furthermore, it is considered in the following, by way of non-limiting example, that the cells Ci of the battery BA are of Li-ion type. But the invention is not limited to this type of cell. It concerns indeed any type of cell capable of storing electrical energy in order to restore it. Thus, the cells may also be of the Ni-Mh or lead type, for example, provided that their characteristics are available.

De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif que la batterie BA fait partie d'un système constituant un véhicule, éventuellement de type automobile. Par exemple, le véhicule est de type hybride ou tout électrique. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système comportant au moins une batterie rechargeable (éventuellement de type multicellulaire), quel que soit son domaine technique d'utilisation. Comme illustré non limitativement sur la figure 1, un dispositif de gestion D, selon l'invention, comprend des moyens de calcul MC et des moyens de sélection MS. Un tel dispositif (de gestion) D peut, par exemple et comme illustré, être implanté dans un calculateur CA, comme par exemple celui qui est chargé de contrôler le fonctionnement de la batterie BA. Par conséquent, le dispositif (de gestion) D est préférentiellement réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques). Mais il pourrait également être réalisé sous la forme d'une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. Les moyens de calcul MC sont agencés (ou conçus) pour intervenir chaque fois qu'ils reçoivent des premières données qui représentent une durée Ds pendant laquelle la batterie BA ne sera plus utilisée et des secondes données qui représentent la température extérieure Te qui est prévue autour de la batterie BA pendant la durée Ds. Par exemple, ces premières Ds et secondes Te données peuvent être fournies par un utilisateur (ici un passager du véhicule V) via une interface homme/machine (du véhicule V) qui est couplée au calculateur CA (via le réseau informatique du véhicule V). Chaque fois que les moyens de calcul MC reçoivent de telles durée Ds et température extérieure Te, ils déterminent des vitesses Vad d'auto-décharge de la batterie BA pour différents états de charge initiaux ECi en fonction, d'une part, de facteurs d'accélération d'auto-décharge Fa qui correspondent respectivement à ces derniers (ECi), et, d'autre part, de la température extérieure Te. Puis, les moyens de calcul MC déterminent des états de charge finaux ECf, représentatifs respectivement des états de charge que la batterie BA pourrait prendre à l'expiration de la durée Ds, en partant des différents états de charge initiaux ECi et en fonction de facteurs d'accélération du vieillissement Fv qui correspondent respectivement à ces derniers (ECi) et des vitesses d'auto-décharge Vad déterminées en premier lieu. Par exemple, on peut déterminent huit vitesses d'auto-décharge Vad respectivement pour huit états de charge initiaux ECi égaux à 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40% et 30%. Dans ce cas, on utilise huit facteurs d'accélération d'auto-décharge Fa et huit facteurs d'accélération du vieillissement Fv qui correspondent respectivement à ces huit états de charge initiaux ECi. A titre d'exemple, les vitesses d'auto-décharge Vad peuvent être calculées en pourcentage de perte d'état de charge par jour (ou par heure). On notera que les moyens de calcul MC sont de préférence agencés pour déterminer ces facteurs d'accélération du vieillissement Fv et d'auto-décharge Fa pour les différents états de charge initiaux ECi en fonction de la température extérieure Te. Pour ce faire, les moyens de calcul MC peuvent, par exemple, utiliser, d'une part, des données stockées qui représentent les courbes d'évolution du facteur d'auto-décharge Fa en fonction de l'état de charge initial ECi, respectivement pour différentes températures extérieures Te données (ou différentes températures internes Ti données de la batterie BA), et, d'autre part, des données stockées qui représentent les courbes d'évolution du facteur d'accélération du vieillissement Fv en fonction de la température extérieure Te (ou température interne Ti de la batterie BA), respectivement pour différents états de charge initiaux ECi.In addition, it is considered in the following, by way of non-limiting example that the battery BA is part of a system constituting a vehicle, possibly of automotive type. For example, the vehicle is of hybrid or all-electric type. But the invention is not limited to this type of system. It concerns indeed any type of system comprising at least one rechargeable battery (possibly of multicellular type), regardless of its technical field of use. As illustrated without limitation in FIG. 1, a management device D according to the invention comprises calculation means MC and selection means MS. Such a device (management) D can, for example and as illustrated, be implanted in a computer CA, such as that which is responsible for controlling the operation of the battery BA. Consequently, the (management) device D is preferably implemented in the form of software (or computer) modules. But it could also be realized in the form of a combination of electronic circuits and software modules. The calculation means MC are arranged (or designed) to intervene each time they receive first data which represent a duration Ds during which the battery BA will no longer be used and second data which represent the external temperature Te which is provided around of the battery BA for the duration Ds. For example, these first Ds and seconds Te data can be provided by a user (here a passenger of the vehicle V) via a man / machine interface (of the vehicle V) which is coupled to the computer CA (via the computer network of the vehicle V) . Whenever the calculating means MC receive such duration Ds and external temperature Te, they determine the self-discharge rates Vad of the battery BA for different initial states of charge ECi as a function, on the one hand, of self-discharge acceleration Fa corresponding respectively to the latter (ECi), and, secondly, the external temperature Te. Then, the calculation means MC determine final load states ECf, representative respectively of the states of charge that the battery BA could take at the expiration of the duration Ds, starting from the different initial load states ECi and depending on factors Fv aging acceleration corresponding respectively to these (ECi) and Vad self-discharge rates determined first. For example, eight self-discharge rates Vad can be determined respectively for eight initial load states ECi equal to 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40% and 30%. In this case, use is made of eight self-discharge acceleration factors Fa and eight aging acceleration factors Fv corresponding to these eight initial load states ECi respectively. By way of example, the self discharge rates Vad can be calculated as a percentage of state of charge loss per day (or per hour). It will be noted that the computing means MC are preferably designed to determine these aging acceleration factors Fv and of the self-discharge Fa for the different initial load states ECi as a function of the external temperature Te. For this purpose, the computing means MC may, for example, use, on the one hand, stored data which represent the evolution curves of the self-discharge factor Fa as a function of the initial state of charge ECi, for different external temperatures Te respectively (or different internal temperatures Ti given by the battery BA), and secondly, stored data which represent the evolution curves of the aging acceleration factor Fv as a function of the temperature external Te (or internal temperature Ti of the battery BA), respectively for different initial load states ECi.

Il est important de noter qu'un facteur d'accélération peut être supérieur ou inférieur à un (1). Cela résulte du fait qu'il est généralement calculé par rapport à un facteur d'accélération de référence fourni par le fabricant de la batterie BA, et par exemple valable pour une température interne Ti égale à 25°C et un état de charge ECi égal à 100% (ce qui n'est pas forcément un couple optimal). On a schématiquement illustré sur la figure 2 un exemple de courbe Cl 1 d'évolution du facteur d'accélération d'auto-décharge Fa d'une batterie BA en fonction de l'état de charge initial ECi de cette batterie BA, pour une température interne de batterie Tib donnée. Par ailleurs, on a schématiquement illustré sur la figure 3 trois exemples de courbe C21 à C23 d'évolution du facteur d'accélération du vieillissement Fv d'une batterie BA en fonction de la température interne Ti de cette batterie BA et respectivement pour trois états de charge initiaux ECi différents de cette batterie BA. Plus précisément, la courbe C21 représente l'évolution du facteur d'accélération du vieillissement Fv d'une batterie BA en fonction de la température interne Ti de cette batterie BA et pour un état de charge initial ECi égal à 100%, la courbe C22 représente l'évolution du facteur d'accélération du vieillissement Fv d'une batterie BA en fonction de la température interne Ti de cette batterie BA et pour un état de charge initial ECi égal à 80%, et la courbe C23 représente l'évolution du facteur d'accélération du vieillissement Fv d'une batterie BA en fonction de la température interne Ti de cette batterie BA et pour un état de charge initial ECi égal à 60%. On notera que l'on entend ici par « température interne d'une batterie » la température qui règne à l'intérieur de cette batterie, par exemple sur la surface externe (ou « peau ») de ses cellules (lorsqu'elle est de type multicellulaire). Cette température interne Ti varie de façon connue en fonction de la température Te qui règne à l'extérieur de la batterie BA. Cette variation dépend de l'inertie thermique de la batterie. A titre d'exemple, il faut environ six heures pour que la température interne Ti des cellules d'une batterie de type Li-ion tende vers la température qui règne à l'extérieur de cette batterie. Par exemple, l'évolution de la température interne Ti en fonction de la température extérieur Te peut être régie par un modèle thermique d'évolution Mt de la batterie BA qui est connu des moyens de calcul MC. Dans ce cas, les moyens de calcul MC peuvent être agencés pour déterminer la température interne Ti de la batterie BA en fonction de la température extérieure Te et du modèle thermique d'évolution Mt de la batterie BA.It is important to note that an acceleration factor may be greater or less than one (1). This results from the fact that it is generally calculated with respect to a reference acceleration factor supplied by the manufacturer of the battery BA, and for example valid for an internal temperature Ti equal to 25 ° C. and a charging state ECi equal to at 100% (which is not necessarily an optimal torque). FIG. 2 schematically illustrates an example of curve C1 1 for the evolution of the self-discharge acceleration factor Fa of a battery BA as a function of the initial state of charge ECi of this battery BA, for an Tib internal battery temperature given. Moreover, FIG. 3 schematically illustrates three examples of curve C21 to C23 for the evolution of the aging acceleration factor Fv of a battery BA as a function of the internal temperature Ti of this battery BA and respectively for three states. initial load ECi different from this battery BA. More precisely, the curve C21 represents the evolution of the aging acceleration factor Fv of a battery BA as a function of the internal temperature Ti of this battery BA and for an initial state of charge ECi equal to 100%, the curve C22 represents the evolution of the aging acceleration factor Fv of a battery BA as a function of the internal temperature Ti of this battery BA and for an initial charge state ECi equal to 80%, and the curve C23 represents the evolution of the aging acceleration factor Fv of a battery BA as a function of the internal temperature Ti of this battery BA and for an initial state of charge ECi equal to 60%. Note that here "internal temperature of a battery" is understood to mean the temperature that reigns inside this battery, for example on the external surface (or "skin") of its cells (when it is multicellular type). This internal temperature Ti varies in known manner as a function of the temperature Te which prevails outside the battery BA. This variation depends on the thermal inertia of the battery. For example, it takes about six hours for the internal temperature Ti cells of a Li-ion type battery tends to the temperature outside the battery. For example, the evolution of the internal temperature Ti as a function of the outside temperature Te can be governed by a thermal evolution model Mt of the battery BA which is known to the calculation means MC. In this case, the calculation means MC may be arranged to determine the internal temperature Ti of the battery BA as a function of the outside temperature Te and the thermal evolution model Mt of the battery BA.

On notera également que lorsque les moyens de calcul MC ne sont pas agencés pour déterminer la température interne Ti de la batterie BA, ou lorsque la durée Ds de non utilisation de la batterie BA est supérieure à plusieurs jours, ils peuvent considérer qu'en première approximation la température interne Ti est égale à la température extérieure Te.It will also be noted that when the computing means MC are not arranged to determine the internal temperature Ti of the battery BA, or when the duration Ds of non-use of the battery BA is greater than several days, they can consider that in first instance approximation the internal temperature Ti is equal to the external temperature Te.

On notera également que lorsque les moyens de calcul MC sont capables de déterminer la température interne Ti de la batterie BA, il est particulièrement avantageux qu'ils utilisent cette température interne Ti pour déterminer les vitesses d'auto-décharge Vad et les états de charge finaux ECf, ainsi qu'éventuellement les facteurs d'accélération du vieillissement Fv et d'auto-décharge Fa. Par exemple, les moyens de calcul MC peuvent être agencés pour déterminer chaque vitesse d'auto-décharge Vad, qui correspond à l'un des états de charge initiaux Eci considérés (par exemple les huit précités), en multipliant une vitesse d'auto-décharge de référence Vadr (connue) par un facteur d'accélération d'auto-décharge Fa qui correspond à l'état de charge initial ECi concerné (soit Vad(ECi) = Vadr(ECi)*Fa(ECi)). De même, les moyens de calcul MC peuvent par exemple être agencés pour déterminer chaque état de charge final ECf, qui correspond à l'un des états de charge initiaux ECi, en multipliant la vitesse d'auto-décharge Vad(ECi), qui correspond à cet état de charge initial ECi, par le facteur d'accélération du vieillissement Fv(ECi), qui correspond à cet état de charge initial ECi (soit ECf(ECi) = Vad(ECi)*Fv(ECi)).It will also be noted that when the calculation means MC are capable of determining the internal temperature Ti of the battery BA, it is particularly advantageous that they use this internal temperature Ti to determine the Vad self-discharge rates and the charge states. ECf, as well as possibly the acceleration factors of the aging Fv and of self-discharge Fa. For example, the calculation means MC can be arranged to determine each self-discharge speed Vad, which corresponds to the one of the initial load states Eci considered (for example the eight aforementioned), by multiplying a reference self-discharge speed Vadr (known) by a self-discharge acceleration factor Fa which corresponds to the state of initial load ECi concerned (ie Vad (ECi) = Vadr (ECi) * Fa (ECi)). Similarly, the calculation means MC may for example be arranged to determine each final state of charge ECf, which corresponds to one of the initial states of charge ECi, by multiplying the self discharge rate Vad (ECi), which corresponds to this initial state of charge ECi, by the aging acceleration factor Fv (ECi), which corresponds to this initial state of charge ECi (ECf (ECi) = Vad (ECi) * Fv (ECi)).

On notera que lorsque l'état de charge initial le plus élevé qui est utilisé dans les calculs est assez faible, et proche d'un seuil choisi d'état de charge final (ECs) en dessous duquel il n'est pas souhaité tomber à l'expiration de la durée Ds, on peut effectuer une actualisation de certaines vitesses d'auto-décharge Vad en cours de calcul. Par exemple, si on commence le calcul avec un état de charge initial ECi égal à 40%, et si la durée Ts est relativement longue, il est quasi certain que l'on atteindra le seuil choisi ECs (par exemple égal à 30%), et donc il est préférable de changer (ou actualiser) la vitesse d'auto-décharge Vad. A cet effet, les moyens de calcul MC peuvent, par exemple, être agencés pour déterminer l'état de charge final ECfn+i, qui correspond à un état de charge initial ECin±i qui suit un autre état de charge initial ECin, qui correspond à un état de charge final ECfn inférieur ou égal au seuil choisi ECs, en utilisant une vitesse d'auto-décharge Vad(ECin) qui correspond à cet autre état de charge initial ECin en lieu et place de la vitesse d'auto-décharge Vad(ECin+i) qui aurait dû correspondre à l'état de charge initial ECin±i. Les moyens de sélection MS, du dispositif de gestion D, sont agencés (ou conçus) pour déterminer un état de charge initial ECio dit optimal auquel correspond l'état de charge final ECfo, parmi les différents états de charge finaux ECf qui ont été déterminés par les moyens de calcul MC, qui est près, par valeur supérieure, d'un seuil choisi ECs. Ce seuil ECs est le même que celui mentionné précédemment. L'état de charge initial optimal ECio, qui est ainsi déterminé, est alors celui qui doit être appliqué à la batterie BA au début de la durée Ds afin qu'elle présente l'état de charge final ECfo à l'expiration de cette durée Ds.Note that when the highest initial charge state that is used in the calculations is quite low, and close to a chosen final charge state threshold (ECs) below which it is not desired to fall to the expiration of the duration Ds, it is possible to update some Vad self-discharge rates during calculation. For example, if we start the calculation with an initial state of charge ECi equal to 40%, and if the duration Ts is relatively long, it is almost certain that we will reach the chosen threshold ECs (for example equal to 30%) , and so it is better to change (or update) the Vad self-discharge speed. For this purpose, the calculation means MC may, for example, be arranged to determine the final state of charge ECfn + i, which corresponds to an initial state of charge ECin ± i which follows another state of initial charge ECin, which corresponds to a final state of charge ECfn less than or equal to the selected threshold ECs, by using a self-discharge speed Vad (ECin) which corresponds to this other initial state of charge ECin instead of the speed of self-discharge. discharge Vad (ECin + i) which should have corresponded to the initial state of charge ECin ± i. The selection means MS, of the management device D, are arranged (or designed) to determine an initial optimum load state EC10 which corresponds to the final load state ECfo, among the different final load states ECf which have been determined. by the calculating means MC, which is, by a higher value, a selected threshold ECs. This threshold ECs is the same as that mentioned previously. The optimal initial state of charge ECio, which is thus determined, is then that which must be applied to the battery BA at the beginning of the duration Ds so that it presents the final state of charge ECfo at the expiry of this duration ds.

De préférence, les moyens de sélection MS sont agencés pour déterminer un état de charge initial optimal ECio auquel correspond l'état de charge final ECfo, parmi ceux ECf déterminés, qui est le plus près, par valeur supérieure, du seuil choisi ECs.Preferably, the selection means MS are arranged to determine an optimum initial charge state EC10 which corresponds to the final charge state ECfo, among those determined ECf, which is the nearest, by higher value, of the selected threshold ECs.

Par exemple, si l'on a sept états de charge initiaux ECi égaux à 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50% et 40% et un seuil ECs égal à 30%, et que les calculs effectués par les moyens de calcul MC aboutissent à sept états de charge finaux ECf égaux respectivement à 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25% et 20%, alors, les moyens de sélection MS vont sélectionner comme état de charge final ECFo celui qui est égale à 35% (car il est le plus près du seuil ECs (de 30%) par valeur supérieure) et vont donc recommander comme état de charge initial optimal ECio à instaurer dans la batterie BA celui qui correspond à l'état de charge final ECFo sélectionné et dont la valeur est ici 1 o égale à 70%. Il est important de noter que l'invention peut être également considérée sous l'angle d'un procédé de gestion, pouvant être notamment mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de gestion D du type de celui décrit ci-avant. Les fonctionnalités offertes par la mise en oeuvre du procédé selon 15 l'invention étant identiques à celles offertes par le dispositif de gestion D décrit ci-avant, seule la combinaison de fonctionnalités principales offerte par le procédé est présentée ci-après. Ce procédé de gestion comprend au moins deux étapes qui sont effectuées lorsque sont reçues des données représentatives d'une durée Ds 20 de non utilisation de la batterie BA et d'une température extérieure Te autour de la batterie BA. Une première étape consiste à déterminer, d'une part, des vitesses d'auto-décharge Vad de la batterie BA pour différents états de charge initiaux ECi en fonction de facteurs d'accélération d'auto-décharge Fa correspondant 25 respectivement à ces derniers (ECi) et de la température extérieure Te reçue, et, d'autre part, des états de charge finaux ECf à l'expiration de la durée Ds en partant des différents états de charge initiaux ECi et en fonction de facteurs d'accélération du vieillissement Fv correspondant respectivement à ces derniers (ECi) et des vitesses d'auto-décharge Vad. 30 La seconde étape consiste à déterminer un état de charge initial optimal ECio auquel correspond l'état de charge final ECfo, parmi ceux (ECf) déterminés, qui est près, par valeur supérieure, d'un seuil choisi ECs, afin que cet état de charge initial optimal ECio soit appliqué à la batterie BA pour qu'elle présente l'état de charge final ECfo à l'expiration de la durée Ds. Afin de mettre en oeuvre le procédé de gestion selon l'invention, on peut, par exemple, utiliser un organigramme du type de celui qui est illustré sur la figure 4.For example, if there are seven initial load states ECi equal to 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50% and 40% and an ECs threshold equal to 30%, and the calculations made by the calculating means MC result in seven final load states ECf equal to 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25% and 20%, respectively, then the selection means MS will select as state of final load ECFo that which is equal to 35% (because it is the closest to the threshold ECs (of 30%) by higher value) and will thus recommend as optimal initial state of charge ECio to be introduced in the battery BA that which corresponds to the final state of charge ECFo selected and whose value here is equal to 70%. It is important to note that the invention can also be considered from the angle of a management method, which can be implemented in particular by means of a management device D of the type described above. Since the functionalities offered by the implementation of the method according to the invention are identical to those offered by the management device D described above, only the combination of main functionalities offered by the method is presented below. This management method comprises at least two steps which are performed when data representative of a duration Ds of non-use of the battery BA and of an outside temperature Te around the battery BA are received. A first step consists in determining, on the one hand, the self discharge rates Vad of the battery BA for different initial states of charge ECi as a function of self-discharge acceleration factors Fa corresponding respectively to these latter. (ECi) and the outside temperature Te received, and on the other hand, final load states ECf at the expiration of the duration Ds starting from the different initial load states ECi and as a function of acceleration factors of the Fv aging respectively corresponding to these (ECi) and Vad self-discharge rates. The second step consists in determining an optimal initial charge state ECio which corresponds to the final charge state ECfo, among those determined (ECf), which is, by a higher value, of a selected threshold ECs, so that this state Optimal initial load ECio is applied to the battery BA so that it presents the state of final charge ECfo at the expiration of the duration Ds. In order to implement the management method according to the invention, it is possible, for example, to use a flowchart of the type of that illustrated in FIG. 4.

Plus précisément, cet organigramme commence par une première sous-étape 10 dans laquelle on (par exemple un utilisateur) fournit (par exemple au dispositif de gestion D) une durée de non utilisation Ds et une température extérieure prévue TE. Puis, dans une deuxième sous-étape 20 (optionnelle), on (par exemple le dispositif de gestion D) peut estimer la température interne Tib de la batterie BA en fonction de la température extérieure Te fournie et d'un modèle thermique Mt. Puis, dans une troisième sous-étape 30-1 et 30-2 (optionnelle), on (par exemple le dispositif de gestion D) peut calculer, d'une part (30-1), des facteurs d'accélération d'auto-décharge Fa en fonction de la température interne Tib estimée (ou bien de la température extérieure Te), et, d'autre part (30-2), des facteurs d'accélération du vieillissement Fv en fonction de la température interne Tib estimée (ou bien de la température extérieure Te), pour différents états de charge initiaux ECi de la batterie BA.More specifically, this flow chart starts with a first sub-step 10 in which one (for example a user) provides (for example to the management device D) a non-use time Ds and an expected outside temperature TE. Then, in a second substep 20 (optional), one (for example the management device D) can estimate the internal temperature Tib of the battery BA as a function of the outside temperature Te supplied and a thermal model Mt. in a third sub-step 30-1 and 30-2 (optional), (for example the management device D) can calculate, on the one hand (30-1), acceleration factors of discharge Fa as a function of the estimated internal temperature Tib (or of the external temperature Te), and secondly (30-2), aging acceleration factors Fv as a function of the estimated internal temperature Tib (or of the outside temperature Te), for different initial load states ECi of the battery BA.

Puis, dans une quatrième sous-étape 40, on (par exemple le dispositif de gestion D) peut calculer des vitesses d'auto-décharge Vad en fonction des facteurs d'accélération d'auto-décharge Fa (éventuellement calculés lors de la sous-étape 30-1), pour chacun des différents états de charge initiaux ECi de la batterie BA.Then, in a fourth substep 40, (for example the management device D) can calculate Vad self-discharge rates as a function of the self-discharge acceleration factors Fa (possibly calculated during the step 30-1), for each of the different initial states of charge ECi of the battery BA.

Puis, dans une cinquième sous-étape 50, on (par exemple le dispositif de gestion D) peut calculer des états de charge finaux ECf possibles de la batterie BA en fonction des vitesses d'auto-décharge Vad, des facteurs d'accélération du vieillissement Fv (éventuellement calculés lors de la sous-étape 30-2) et de la durée de non utilisation Ds, pour chacun des différents états de charge initiaux ECi de la batterie BA. On notera que les sous-étapes 10 à 50 constituent la première étape du procédé selon l'invention dans sa version la plus complète. Puis, dans une sixième sous-étape 60, on (par exemple le dispositif de gestion D) peut déterminer un état de charge initial optimal ECio auquel correspond l'état de charge final ECfo, parmi ceux (ECf) déterminés dans la cinquième sous-étape 50, qui est (le plus) près, par valeur supérieure, d'un seuil choisi ECs, afin qu'il soit appliqué à la batterie BA pour qu'elle présente cet état de charge final ECfo à l'expiration de la durée Ds. Enfin, dans une septième sous-étape 70 (optionnelle), on (par exemple le dispositif de gestion D) peut comparer l'état de charge courant ECc de la batterie BA à état de charge initial optimal ECio déterminé dans la sixième sous-étape 60, afin de déterminer si la batterie BA doit être chargée ou déchargée pour présenter cet état de charge initial optimal ECio. Ensuite, on (par exemple le dispositif de gestion D) peut délivrer un ordre de charge ou de décharge de la batterie BA selon le résultat de la comparaison, afin qu'elle soit placée dans l'état de charge initial optimal ECio. On notera qu'une décharge peut être obtenue au moyen d'une résistance reliée à la batterie, et qu'un rechargement peut être effectué par le chargeur de la batterie. On notera également que les sous-étapes 60 et 70 constituent la seconde étape du procédé selon l'invention dans sa version la plus complète. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de gestion, de calculateur, de système et de procédé de gestion décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.Then, in a fifth substep 50, (for example the management device D) can calculate final load states ECf possible of the battery BA as a function of the self discharge rates Vad, the acceleration factors of the battery. aging Fv (possibly calculated during the sub-step 30-2) and the duration of non-use Ds, for each of the different initial load states ECi of the battery BA. It will be noted that sub-steps 10 to 50 constitute the first step of the method according to the invention in its most complete version. Then, in a sixth substep 60, (for example, the management device D) can determine an optimal initial charge state EC10 which corresponds to the final charge state ECfo, among those (ECf) determined in the fifth sub-step. step 50, which is (more) near, by a higher value, a chosen threshold ECs, so that it is applied to the battery BA so that it presents this state of final charge ECfo at the expiration of the duration ds. Finally, in a seventh substep 70 (optional), it is possible (for example the management device D) to compare the current charge state ECc of the battery BA with optimal initial charge state ECio determined in the sixth substep 60, in order to determine whether the battery BA has to be charged or discharged to present this optimal initial state of charge ECio. Then, (for example, the management device D) can issue a charging or discharging command of the battery BA according to the result of the comparison, so that it is placed in the optimal initial state of charge EC10. It should be noted that a discharge can be obtained by means of a resistor connected to the battery, and recharging can be performed by the battery charger. It will also be noted that substeps 60 and 70 constitute the second step of the method according to the invention in its most complete version. The invention is not limited to the embodiments of management device, computer, management system and management method described above, only by way of example, but it encompasses all variants that may be considered by man of the art in the context of the claims below.

Claims

REVENDICATIONS1. Device (D) for managing the state of charge of a battery (BA), characterized in that it comprises i) calculation means (MC) arranged, in the event of reception of a duration Ds during which said battery (BA) will no longer be used and an outside temperature Te around said battery (BA), to determine self-discharge rates of said battery (BA) for different initial charge states according to factors of self-discharge acceleration 1 o respectively corresponding to these and said external temperature Te, and final load states at the expiration of said duration Ds starting from said different initial load states and depending on acceleration factors corresponding to said aging and said self-discharge rates, and ii) selection means (MS) arranged to determine an optimum initial charge state to which the final charge state corresponds, among those of terminated, which is near, by a higher value, a chosen threshold, so that it is applied to said battery (BA) so that it has this final state of charge at the expiration of said duration Ds. 20

2. Device according to claim 1, characterized in that said calculating means (MC) are arranged to determine each self-discharge rate corresponding to one of said initial states of charge by multiplying a self-discharge speed of reference by a self-discharge acceleration factor corresponding to this initial state of charge. 25

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that said calculating means (MC) are arranged to determine each final charge state corresponding to one of said initial charge states by multiplying said speed of self discharge corresponding to this initial state of charge by the aging acceleration factor corresponding to this state of initial charge.

4. Device according to claim 3, characterized in that said calculating means (MC) are arranged to determine the final state of charge, which corresponds to an initial state of charge which follows another initial charge state corresponding to a state of charge. final load less than or equal to said threshold, using a self-discharge rate corresponding to this other initial state of charge.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that said calculating means (MC) are arranged to determine said aging acceleration factors and self-discharge of the battery (BA) for said different initial states of charge as a function of said external temperature Te.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that said calculating means (MC) are arranged to determine an internal temperature Ti of said battery (BA) according to said outside temperature Te and a model thermal evolution of said battery (BA), and to use this internal temperature Ti to determine said self-discharge rates and said final charge states, as well as possibly said accelerating factors aging and self-discharge discharge.

7. Computer (CA) for a system (V) comprising a battery (BA), characterized in that it comprises a management device (D) according to one of the preceding claims.

8. System (V) comprising a battery (BA), characterized in that it comprises a computer (CA) according to claim 7.

9. System according to claim 8, characterized in that it constitutes a vehicle.

10. A method for managing the state of charge of a battery (BA), characterized in that it comprises, in the presence of a duration Ds during which said battery (BA) will no longer be used and a temperature outside Te around said battery (BA), i) a step of determining self-discharge rates of said battery (BA) for different initial states of charge as a function of corresponding self-discharge acceleration factors respectively to these and said external temperature Te, and final load states at the expiration of said duration Ds starting from said different initial states of charge and as a function of aging acceleration factors respectively corresponding to the latter and said speeds self-discharge, and ii) a step of determining an optimum initial state of charge to which the final state of charge corresponds, among those determined, which is, by a higher value, d a chosen threshold, so that it is applied to said battery (BA) so that it has this state of final charge at the expiration of said duration Ds.