FR2990799A1 - Method for regenerating lead-acid battery in car, involves regenerating sulfated material by applying high frequency electric signal at terminals of battery, and recharging battery, so as to charge regenerated sulfated material - Google Patents

Method for regenerating lead-acid battery in car, involves regenerating sulfated material by applying high frequency electric signal at terminals of battery, and recharging battery, so as to charge regenerated sulfated material Download PDF

Info

Publication number
FR2990799A1
FR2990799A1 FR1254492A FR1254492A FR2990799A1 FR 2990799 A1 FR2990799 A1 FR 2990799A1 FR 1254492 A FR1254492 A FR 1254492A FR 1254492 A FR1254492 A FR 1254492A FR 2990799 A1 FR2990799 A1 FR 2990799A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
battery
lead
vehicle
regenerating
high frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1254492A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2990799B1 (en
Inventor
Derradji Meharzi
Raphael Comte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority to FR1254492A priority Critical patent/FR2990799B1/en
Publication of FR2990799A1 publication Critical patent/FR2990799A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2990799B1 publication Critical patent/FR2990799B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4242Regeneration of electrolyte or reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

The method involves charging a lead-acid battery to its maximum capacity, and determining a level of sulfation of the battery (101). A sulfated material is regenerated (102) by applying a high frequency electric signal at the terminals of the battery. The battery is recharged (103), so as to charge the regenerated sulfated material, and the charge is maintained (104) in the battery, where the level of sulfation is determined from the measurement of internal resistance of the battery or the capacity of the battery. An independent claim is also included for a system for regenerating a lead battery of a car.

Description

PROCEDE DE REGENERATION D'UNE BATTERIE AU PLOMB ET SYSTEME DE REGENERATION INTEGRE A UN VEHICULE ASSOCIE [0001] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0002] L'invention porte sur un procédé de régénération d'une batterie au plomb ainsi que le système de régénération intégré à un véhicule associé. [0003] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les batteries au plomb de véhicule automobile. [0004] ETAT DE LA TECHNIQUE [0005] Une batterie au plomb comprend un ensemble d'accumulateurs formés par des électrodes au plomb placées dans de l'acide sulfurique raccordés en série et réunis dans un même boîtier. Cette batterie permet, lors d'une phase de charge, de transformer une énergie électrique en une énergie chimique et, lors d'une phase de décharge, de transformer l'énergie chimique emmagasinée en une énergie électrique. [0006] Les réactions électrochimiques aux électrodes observables lors des phases de charge et de décharge sont les suivantes : A l'anode: Pb + HSO4- PbSO4 + H+ + 2e - A la cathode: Pb02 + HSO4- + 3H+ + 2e- PbSO4 + 2H20 [0007] Le phénomène de sulfatation correspond à l'accumulation de sulfate de plomb (PbSO4) sur les électrodes de la batterie. Ce phénomène apparait naturellement à chaque décharge de la batterie et disparait lors d'une recharge. Cependant, sous certaines conditions, par exemple lors d'une décharge prolongée, d'une température élevée, ou d'une gazéification de l'électrolyte, des cristaux de sulfate de plomb apparaissent et ne sont plus dissous lors de la charge. [0008] La sulfatation ainsi provoquée par la cristallisation de la matière active contenue dans les batteries au plomb est un des principaux phénomènes de vieillissement de ces batteries. En effet, la sulfatation a pour effet de diminuer la capacité de la batterie en empêchant les réactions sur l'électrode, ce qui a pour conséquence d'augmenter la résistance interne et de réduire le volume de matière active de la batterie. Pour caractériser le phénomène de sulfatation, on définit un niveau de sulfatation correspondant par exemple à un volume de matière sulfatée ou à un taux de sulfatation correspondant au rapport entre le volume de matière ayant subi le phénomène de sulfatation et le volume de matière active qui n'a pas subi le phénomène de sulfatation et qui participe aux réactions se produisant aux électrodes. [0009] On connaît des stratégies de régénération de batteries au plomb visant à réduire le niveau de sulfatation en transformant les cristaux de sulfate de plomb en matière active. Ainsi, un procédé connu est basé sur l'application d'une tension fixe relativement élevée aux bornes des batteries au plomb, par exemple de l'ordre de 1,1 à 1,2 fois la tension de repos de la batterie. Toutefois, un tel procédé présente l'inconvénient d'être peu performant pour régénérer une batterie ayant un niveau de sulfatation élevé. [0010] En effet, dans le cas où les cristaux de sulfate sont présents depuis longtemps dans la batterie, on observe un phénomène de durcissement de ces cristaux qui ne peuvent pas être régénérés par un tel procédé. [0011] OBJET DE L'INVENTION [0012] L'invention a pour but de proposer un procédé de régénération efficace des cristaux de sulfate de plomb pouvant être mis en oeuvre par un système embarqué dans un véhicule automobile. [0013] A cet effet, l'invention concerne un procédé de régénération d'une batterie au plomb ayant un volume de matière sulfatée caractérisé en ce qu'il comporte les étapes 20 suivantes: - recharger la batterie au maximum de sa capacité, - déterminer un niveau de sulfatation de la batterie, - régénérer la matière sulfatée en appliquant un signal électrique haute fréquence aux bornes de la batterie, 25 - recharger de nouveau la batterie de manière à recharger la matière précédemment régénérée, et - maintenir la charge de la batterie. [0014] Selon une mise en oeuvre, le procédé comporte l'étape de déterminer le niveau de sulfatation à partir de la mesure de la résistance interne ou de la capacité de la batterie. 30 [0015] Selon une mise en oeuvre, la durée d'application du signal haute fréquence dépend du niveau de sulfatation de la batterie. [0016] Selon une mise en oeuvre, le signal haute fréquence présente une fréquence comprise entre 1 et 10kHz. [0017] Selon une mise en oeuvre, l'étape de recharge de la matière régénérée est effectuée jusqu'à ce que l'acceptance de la batterie devienne sensiblement nulle. [0018] Selon une mise en oeuvre, pour maintenir la charge de la batterie, il comporte l'étape d'appliquer un courant ayant une intensité égale à celle d'un courant d'autodécharge de la batterie. [0019] Selon une mise en oeuvre, le procédé étant mis en oeuvre avec une batterie au plomb d'un véhicule automobile comportant un producteur d'énergie électrique, l'étape de recharge de la batterie est mise en oeuvre lors d'une phase de roulage du véhicule lorsque le producteur d'énergie est disponible. [0020] Selon une mise en oeuvre, les étapes de régénération de la matière sulfatée, de recharge de la matière régénérée, et de maintien de la charge de la batterie sont mises en oeuvre lorsque le véhicule est à l'arrêt au moyen d'une batterie d'appoint intégrée au véhicule. [0021] L'invention concerne en outre un système de régénération d'une batterie au plomb d'un véhicule automobile, dite batterie principale, caractérisé en ce qu'il est intégré au véhicule automobile et en ce qu'il comporte: - une batterie dite batterie d'appoint, et - un système de générations d'impulsions électriques alimenté par la batterie d'appoint. [0022] Selon une réalisation, le système comporte en outre un superviseur et un module de commutation, le superviseur étant apte à commander sélectivement, via le module de commutation, la mise en relation de la batterie principale soit avec un circuit de puissance formé par un producteur d'énergie électrique du véhicule, la batterie d'appoint et des consommateurs électriques du véhicule; soit avec le système de génération d'impulsions électriques. [0023] Selon une réalisation, le système de génération électrique assure également une fonction de chargeur de la batterie principale à partir de l'énergie électrique issue de la batterie d'appoint. [0024] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0025] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'a titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0026] La figure 1 montre une représentation fonctionnelle du système de régénération d'une batterie au plomb selon l'invention intégré à un véhicule automobile ; [0027] La figure 2 montre un diagramme des étapes principales du procédé de régénération selon l'invention; [0028] La figure 3 montre une représentation schématique de la configuration du système de régénération selon l'invention lors de la phase de régénération de la batterie; [0029] La figure 4 montre une représentation graphique de l'évolution des paramètres caractéristiques (tension, courant et état de charge) d'une batterie au plomb lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; [0030] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0031] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [0032] La Figure 1 montre une représentation fonctionnelle d'un système 1 de régénération d'une batterie au plomb, dite batterie principale 3, selon l'invention. Ce système 1 est intégré dans un véhicule automobile comportant un producteur d'énergie 2 électrique, tel qu'un alternateur, ou un convertisseur continu/continu. Ce système 1 comporte une batterie 5, dite batterie d'appoint, et un système 16 de génération d'impulsions électriques pouvant également jouer un rôle de chargeur de la batterie principale 3. Le système 16 est alimenté par la batterie d'appoint 5. [0033] Les éléments 2, 3 et 5 sont reliés à des consommateurs électriques 8 du véhicule tels que la climatisation, les vitres électriques, l'ordinateur de bord, etc.... La batterie principale 3 permet d'assurer une fonction de tampon énergétique, c'est-à-dire que la batterie 3 assure l'alimentation des différents consommateurs électriques 8 lorsque le producteur 2 ne permet pas de répondre aux besoins énergétiques de ces consommateurs 8. [0034] Un superviseur 9 est en relation avec un module 11 de gestion d'énergie assurant la commande du producteur d'énergie 2. Le superviseur 9 est un superviseur dédié à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ou correspond à un des superviseurs déjà présents dans le véhicule intégrant les fonctionnalités adaptées à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le superviseur 9 permet, via un module 14 de commutation, de commander sélectivement la mise en relation de la batterie principale 3 soit avec un circuit de puissance formé par le producteur d'énergie 2, la batterie d'appoint 5 ainsi que les consommateurs électriques 8; soit avec le système 16 de génération d'impulsions électriques/chargeur alimenté par la batterie d'appoint 5. On note que le module 14 de commutation permet d'isoler le système 16 par rapport au circuit de puissance, et inversement. [0035] La batterie principale 3 est une batterie au plomb ayant un certain niveau de matière sulfatée correspondant à des cristaux de sulfate indissolubles qui se sont formés par exemple suite à un arrêt prolongé de l'utilisation de la batterie. Le niveau de matière sulfatée peut par exemple être caractérisé par le volume de matière sulfatée contenu par la batterie, ou un taux de sulfatation défini comme étant le rapport entre le volume de matière sulfatée et le volume de matière active correspondant à la matière de la batterie 3 qui n'a pas subi le phénomène de sulfatation et qui participe aux réactions se produisant aux électrodes de la batterie. [0036] La batterie d'appoint 5 est une batterie au plomb ou tout autre type de batterie tel qu'une batterie Nickel-Cadmium (NiCd); Nickel-hydrure (NiMH) ou Lithium-ion (Li-ion). [0037] En référence avec la figure 2, on décrit ci-après les différentes étapes 101-104 du procédé selon l'invention visant à réduire le niveau de sulfatation de la batterie en transformant la matière sulfatée en matière active. [0038] Dans une première étape 101, le superviseur 9 détermine le niveau de sulfatation de la batterie principale 3. A cet effet, le superviseur 9 commande dans un premier temps le producteur d'énergie 2, via le module 11 de gestion d'énergie, de manière à procéder à la recharge de la batterie principale 3 et de la batterie d'appoint 5 au maximum de leur capacité. Le système 1 présente alors la configuration montrée à la figure 1 dans laquelle la batterie principale 3 est reliée au circuit de puissance du véhicule, via le module 14. [0039] La phase de recharge étant relativement longue, cette phase de recharge est de préférence mise en oeuvre lorsque le producteur d'énergie 2 est disponible, par exemple lors d'une phase de roulage du véhicule. On note à cet égard que sur la figure 4, seule la fin de l'étape de recharge de la batterie 3 a été représentée entre les instants ta et t1. Pour une batterie 3 présentant une tension nominale de 12.8 Volts, la tension Ub appliquée aux bornes de la batterie lors de la phase de recharge est de préférence de l'ordre de 14 Volts. [0040] Le niveau de sulfatation est alors déterminé à partir de la comparaison entre la capacité nominale actuelle de la batterie principale 3 et la capacité nominale d'origine de la batterie principale 3. Alternativement, le niveau de sulfatation peut également être déterminé à partir d'une mesure de la résistance interne de la batterie principale 3 qui est mise en correspondance avec un niveau de sulfatation à l'aide d'une table de référence connue de l'homme du métier. Dans l'exemple de la figure 4, le niveau de sulfatation a entraîné une baisse de l'ordre de 25% de la capacité de stockage de la batterie représentée par la courbe E. [0041] Dans une deuxième étape 102, la matière sulfatée est régénérée, c'est à dire que les cristaux de sulfate de plomb sont transformés en matière active. A cet effet, le superviseur 9 met en relation la batterie principale 3 avec le système 16 de génération d'impulsions via une commande du module 14 de commutation (cf figure 3). Le système 16 alimenté par la batterie d'appoint 5 est alors commandé pour générer un signal S haute fréquence qui est appliqué aux bornes de la batterie 3. Ce signal S haute fréquence a pour effet de mettre en résonnance les cristaux de sulfate de plomb. De préférence, le signal S haute fréquence présente une fréquence comprise entre 1 et 10kHz. [0042] Comme visible sur la figure 4, entre les instants t1 et t2, pour la batterie 3 ayant une tension nominale de l'ordre de 12.8 Volts, le signal S engendre aux bornes de la batterie une tension Ub comprise entre 14 et 20 Volts et un courant lb variant entre Set 20 Ampères. La durée d'application TA du signal S haute fréquence dépend du niveau de sulfatation de la batterie. Plus le niveau de sulfatation est élevé, plus la durée TA sera longue. Dans l'exemple de la figure 4, la durée TA est de l'ordre de 1000 secondes. [0043] Dans une troisième étape 103, on recharge la matière sulfatée régénérée. En effet, la matière active ayant été préalablement rechargée lors de l'étape 101, seule la matière régénérée sera rechargée lorsqu'une tension de charge est appliquée aux bornes de la batterie 3. L'étape de recharge de la matière régénérée est arrêtée lorsque l'acceptance de la batterie 3 devient nulle ou presque nulle. Cette phase de recharge est réalisée par le système 16 assurant la fonction de chargeur à partir de l'énergie de la batterie d'appoint S. Lors de la mise en oeuvre de l'étape 103, le système 1 se trouve dans la configuration de la figure 3. [0044] Comme visible dans l'exemple de la figure 4, entre les instants t2 et t3, la tension Ub est sensiblement constante et vaut environ 14 Volts. Le signal de courant lb baisse progressivement suivant une courbe exponentielle d'une valeur de 40 Ampère à une valeur de 10 ampères pour ensuite passer à une valeur sensiblement nulle à la fin de la charge de la batterie 3. L'état de charge E de la batterie augmente de 25% pour passer de 75% à une valeur de l'ordre de 100%. [0045] Dans une quatrième étape 104, la charge de la batterie est maintenue en appliquant un faible courant à la batterie principale 3. Cette étape 104 vise à prévenir le risque de sulfatation de la matière précédemment régénérée. La valeur de l'intensité du courant permettant le maintien de charge est au moins égale à celle du courant d'autodécharge de la batterie. On rappelle que l'autodécharge correspond au phénomène de décharge de la batterie qui se produit alors même que la batterie n'est pas sollicitée par un consommateur électrique. Le courant de maintien de charge est appliqué par la batterie d'appoint 5 via le système 16 jouant le rôle de chargeur. Lors de l'étape 104, le système 1 présente la configuration de la figure 3. [0046] Ainsi par exemple, pour une batterie présentant un taux d'autodécharge de l'ordre de 5% par mois, le courant d'autodécharge d'une batterie d'une capacité nominale de 60Ah est de 4,2mA. Sur la figure 4, le courant lb n'est donc pas nulle mais très légèrement supérieur à 0. La tension appliquée Ub pour maintenir la batterie 3 en charge est inférieure à la tension de charge et vaut en l'occurrence environ 13.2 Volts. [0047] Les étapes 102, 103 et 104 sont de préférence mises en oeuvre alors que le véhicule est à l'arrêt et sont de ce fait complètement transparentes pour l'utilisateur. L'étape 104 de maintien de charge est mise en oeuvre jusqu'à ce que le conducteur démarre le véhicule ou que la batterie d'appoint 5 se vide.25 TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a method of regeneration of a lead-acid battery as well as to the system for the regeneration of a lead-acid battery. integrated regeneration to an associated vehicle. The invention finds a particularly advantageous application with the lead batteries of a motor vehicle. STATE OF THE ART [0004] A lead battery comprises a set of accumulators formed by lead electrodes placed in sulfuric acid connected in series and united in one and the same housing. This battery makes it possible, during a charging phase, to transform an electrical energy into a chemical energy and, during a discharge phase, to transform the stored chemical energy into electrical energy. The electrochemical reactions to the observable electrodes during the charging and discharging phases are as follows: At the anode: Pb + HSO 4 -PbSO 4 + H + + 2e - At the cathode: PbO 2 + HSO 4 + 3H + + 2e-PbSO 4 + 2H20 [0007] The sulfation phenomenon corresponds to the accumulation of lead sulfate (PbSO4) on the electrodes of the battery. This phenomenon occurs naturally with each discharge of the battery and disappears during a recharge. However, under certain conditions, for example during a prolonged discharge, a high temperature, or a gasification of the electrolyte, lead sulphate crystals appear and are no longer dissolved during charging. Sulfation thus caused by the crystallization of the active material contained in the lead batteries is one of the main phenomena of aging of these batteries. Indeed, sulfation has the effect of reducing the capacity of the battery by preventing reactions on the electrode, which has the effect of increasing the internal resistance and reduce the volume of active material of the battery. To characterize the sulphation phenomenon, a sulphatation level corresponding for example to a volume of sulphated material or a sulphatation rate corresponding to the ratio between the volume of material having undergone the sulphation phenomenon and the volume of active substance which is n It has not undergone the phenomenon of sulfation and which participates in the reactions occurring at the electrodes. [0009] Regulatory strategies for lead-acid batteries are known to reduce the level of sulphation by transforming lead sulphate crystals into active material. Thus, a known method is based on the application of a relatively high fixed voltage across the lead batteries, for example of the order of 1.1 to 1.2 times the rest voltage of the battery. However, such a method has the disadvantage of being inefficient to regenerate a battery having a high level of sulfation. Indeed, in the case where the sulphate crystals have been present for a long time in the battery, there is a phenomenon of hardening of these crystals which can not be regenerated by such a method. OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to propose a method of efficient regeneration of lead sulphate crystals that can be implemented by a system embedded in a motor vehicle. For this purpose, the invention relates to a method of regeneration of a lead battery having a volume of sulfated material characterized in that it comprises the following steps: - recharge the battery to the maximum of its capacity, - determine a level of sulfation of the battery, - regenerate the sulphated material by applying a high frequency electric signal to the terminals of the battery, - recharge the battery again so as to recharge the previously regenerated material, and - maintain the charge of the drums. According to one embodiment, the method comprises the step of determining the sulfation level from the measurement of the internal resistance or the capacity of the battery. According to one embodiment, the duration of application of the high frequency signal depends on the level of sulfation of the battery. According to one embodiment, the high frequency signal has a frequency between 1 and 10 kHz. According to one embodiment, the step of recharging the regenerated material is performed until the acceptance of the battery becomes substantially zero. According to one embodiment, to maintain the charge of the battery, it comprises the step of applying a current having an intensity equal to that of a self-discharge current of the battery. According to one embodiment, the method being implemented with a lead-acid battery of a motor vehicle comprising a producer of electrical energy, the step of recharging the battery is implemented during a phase. running the vehicle when the energy producer is available. According to one embodiment, the regeneration steps of the sulfated material, recharging the regenerated material, and maintaining the battery charge are implemented when the vehicle is stopped by means of a booster battery built into the vehicle. The invention further relates to a regeneration system of a lead-acid battery of a motor vehicle, said main battery, characterized in that it is integrated into the motor vehicle and in that it comprises: - a battery called booster battery, and - a system of generations of electrical pulses powered by the booster battery. According to one embodiment, the system further comprises a supervisor and a switching module, the supervisor being able to selectively control, via the switching module, the connection of the main battery to either a power circuit formed by a generator of electrical energy of the vehicle, the booster battery and electrical consumers of the vehicle; with the electrical pulse generation system. In one embodiment, the electrical generation system also provides a charger function of the main battery from the electrical energy from the booster battery. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES [0025] The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures that accompany it. These figures are given for illustrative purposes but not limited to the invention. FIG. 1 shows a functional representation of the regeneration system of a lead-acid battery according to the invention integrated in a motor vehicle; [0027] Figure 2 shows a diagram of the main steps of the regeneration process according to the invention; Figure 3 shows a schematic representation of the configuration of the regeneration system according to the invention during the regeneration phase of the battery; FIG. 4 shows a graphical representation of the evolution of the characteristic parameters (voltage, current and state of charge) of a lead-acid battery during the implementation of the method according to the invention; Identical, similar or similar elements retain the same reference from one figure to another. DESCRIPTION OF EXAMPLES OF EMBODIMENT OF THE INVENTION FIG. 1 shows a functional representation of a regeneration system 1 of a lead-acid battery, called the main battery 3, according to the invention. This system 1 is integrated in a motor vehicle comprising an electric power producer 2, such as an alternator, or a DC / DC converter. This system 1 comprises a battery 5, called backup battery, and a system 16 for generating electrical pulses can also act as a charger for the main battery 3. The system 16 is powered by the backup battery 5. The elements 2, 3 and 5 are connected to electrical consumers 8 of the vehicle such as air conditioning, power windows, on-board computer, etc .... The main battery 3 ensures a function of energy buffer, that is to say that the battery 3 provides power to the various electrical consumers 8 when the producer 2 does not meet the energy needs of these consumers 8. [0034] A supervisor 9 is in contact with a power management module 11 providing control of the energy producer 2. The supervisor 9 is a supervisor dedicated to the implementation of the method according to the invention or corresponds to one of the supervisors already present in the vehicle incorporating the functionalities adapted to the implementation of the method according to the invention. The supervisor 9 allows, via a switching module 14, to selectively control the connection of the main battery 3 to either a power circuit formed by the energy producer 2, the backup battery 5 as well as the electrical consumers. 8; either with the system 16 for generating electrical pulses / charger supplied by the backup battery 5. Note that the switching module 14 isolates the system 16 with respect to the power circuit, and vice versa. The main battery 3 is a lead battery having a certain level of sulfated material corresponding to indissoluble sulfate crystals which have formed for example following a prolonged stop of the use of the battery. The level of sulfated material may for example be characterized by the volume of sulfated material contained by the battery, or a sulfation rate defined as the ratio between the volume of sulfated material and the volume of active material corresponding to the material of the battery. 3 which has not undergone the phenomenon of sulfation and which participates in the reactions occurring at the electrodes of the battery. The backup battery 5 is a lead battery or any other type of battery such as a nickel-cadmium battery (NiCd); Nickel-hydride (NiMH) or Lithium-ion (Li-ion). With reference to FIG. 2, the various steps 101-104 of the process according to the invention are described below, aimed at reducing the level of sulfation of the battery by transforming the sulphated material into active material. In a first step 101, the supervisor 9 determines the level of sulfation of the main battery 3. For this purpose, the supervisor 9 initially controls the energy producer 2 via the management module 11. energy, so as to recharge the main battery 3 and the booster battery 5 to their maximum capacity. The system 1 then has the configuration shown in FIG. 1 in which the main battery 3 is connected to the vehicle power circuit, via the module 14. Since the recharging phase is relatively long, this recharging phase is preferably implementation when the energy producer 2 is available, for example during a rolling phase of the vehicle. It should be noted in this regard that in FIG. 4, only the end of the step of recharging the battery 3 has been represented between the instants ta and t1. For a battery 3 having a nominal voltage of 12.8 Volts, the voltage Ub applied to the terminals of the battery during the recharging phase is preferably of the order of 14 volts. The level of sulfation is then determined from the comparison between the current nominal capacity of the main battery 3 and the nominal capacity of the main battery 3. Alternatively, the level of sulfation can also be determined from a measurement of the internal resistance of the main battery 3 which is matched with a sulfation level using a reference table known to those skilled in the art. In the example of FIG. 4, the level of sulphation has caused a decrease of about 25% in the storage capacity of the battery represented by the curve E. [0041] In a second step 102, the sulphated material is regenerated, that is to say that the lead sulfate crystals are converted into active material. For this purpose, the supervisor 9 connects the main battery 3 with the pulse generation system 16 via a control of the switching module 14 (see FIG. 3). The system 16 powered by the backup battery 5 is then controlled to generate a high frequency signal S which is applied across the battery 3. This high frequency signal S has the effect of resonating the lead sulfate crystals. Preferably, the high frequency signal S has a frequency of between 1 and 10 kHz. As can be seen in FIG. 4, between the instants t1 and t2, for the battery 3 having a nominal voltage of the order of 12.8 volts, the signal S generates at the battery terminals a voltage Ub between 14 and 20. Volts and a current lb varying between Set 20 Amps. The duration of application TA of the high frequency signal S depends on the level of sulfation of the battery. The higher the level of sulfation, the longer the duration TA will be. In the example of FIG. 4, the duration TA is of the order of 1000 seconds. In a third step 103, the regenerated sulfated material is recharged. Indeed, the active material having been previously recharged during step 101, only the regenerated material will be recharged when a charging voltage is applied across the battery 3. The recharging step of the regenerated material is stopped when the acceptance of the battery 3 becomes zero or almost zero. This recharging phase is performed by the system 16 providing the charger function from the energy of the booster battery S. During the implementation of step 103, the system 1 is in the configuration of FIG. 3. As seen in the example of FIG. 4, between the instants t2 and t3, the voltage Ub is substantially constant and is approximately 14 volts. The current signal lb progressively decreases in an exponential curve from a value of 40 amperes to a value of 10 amperes and then passes to a substantially zero value at the end of the charge of the battery 3. The state of charge E of the battery increases by 25% from 75% to a value of around 100%. In a fourth step 104, the charge of the battery is maintained by applying a low current to the main battery 3. This step 104 aims to prevent the risk of sulfation of the previously regenerated material. The value of the intensity of the current for maintaining the charge is at least equal to that of the self discharge current of the battery. It is recalled that the self-discharge corresponds to the phenomenon of discharge of the battery that occurs even when the battery is not solicited by an electrical consumer. The charge holding current is applied by the backup battery 5 via the system 16 acting as a charger. In step 104, the system 1 has the configuration of FIG. 3. For example, for a battery having a self-discharge rate of the order of 5% per month, the self-discharge current of 'A battery with a rated capacity of 60Ah is 4.2mA. In FIG. 4, the current Ib is therefore not zero but very slightly greater than 0. The applied voltage Ub for maintaining the battery 3 under load is lower than the charging voltage and is in this case about 13.2 volts. Steps 102, 103 and 104 are preferably implemented while the vehicle is stationary and are therefore completely transparent to the user. The load holding step 104 is carried out until the driver starts the vehicle or the booster battery 5 empties.

Claims (11)

REVENDICATIONS: 1. Procédé de régénération d'une batterie (3) au plomb ayant un volume de matière sulfatée caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - recharger la batterie (3) au maximum de sa capacité, - déterminer (101) un niveau de sulfatation de la batterie, - régénérer (102) la matière sulfatée en appliquant un signal (S) électrique haute fréquence aux bornes de la batterie, - recharger (103) de nouveau la batterie de manière à recharger la matière précédemment régénérée, et - maintenir (104) la charge de la batterie (3). 1. Regeneration process of a battery (3) lead having a volume of sulfated material characterized in that it comprises the following steps: - recharge the battery (3) to the maximum of its capacity, - determine (101) ) a sulfation level of the battery, - regenerating (102) the sulfated material by applying a high frequency electric signal (S) across the battery, - reloading (103) the battery again so as to recharge the previously regenerated material and - maintain (104) the charge of the battery (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de déterminer (101) le niveau de sulfatation à partir de la mesure de la résistance interne ou de la capacité de la batterie (3). 2. Method according to claim 1, characterized in that it comprises the step of determining (101) the sulfation level from the measurement of the internal resistance or the capacity of the battery (3). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la durée d'application (TA) du signal (S) haute fréquence dépend du niveau de sulfatation de la batterie. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the duration of application (TA) of the signal (S) high frequency depends on the level of sulfation of the battery. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal (S) haute fréquence présente une fréquence comprise entre 1 et 10kHz. 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the signal (S) high frequency has a frequency between 1 and 10kHz. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape de recharger la matière régénérée est effectuée jusqu'à ce que l'acceptance de la batterie (3) devienne sensiblement nulle. 5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the step of recharging the regenerated material is performed until the acceptance of the battery (3) becomes substantially zero. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour maintenir la charge de la batterie (3), il comporte l'étape d'appliquer un courant (lb) ayant une intensité égale à celle d'un courant d'autodécharge de la batterie (3). 6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that to maintain the charge of the battery (3), it comprises the step of applying a current (Ib) having an intensity equal to that of a battery self-discharge current (3). 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le procédé étant mis en oeuvre avec une batterie (3) au plomb d'un véhicule automobile comportant un producteur d'énergie électrique (2), l'étape de recharge de la batterie (3) est mise en oeuvre lors d'une phase de roulage du véhicule lorsque le producteur d'énergie (2) est disponible. 7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the method being implemented with a lead-acid battery (3) of a motor vehicle comprising a producer of electrical energy (2), the step recharging the battery (3) is implemented during a driving phase of the vehicle when the energy producer (2) is available. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les étapes de régénération (102) de la matière sulfatée, de recharge (103) de la matière régénérée, et de maintien(104) de la charge de la batterie sont mises en oeuvre lorsque le véhicule est à l'arrêt au moyen d'une batterie d'appoint (5) intégrée au véhicule. 8. Process according to claim 7, characterized in that the regeneration steps (102) of the sulphated material, recharging (103) the regenerated material, and maintaining (104) the charge of the battery are implemented. when the vehicle is stationary by means of a booster battery (5) integrated into the vehicle. 9. Système (1) de régénération d'une batterie (3) au plomb d'un véhicule automobile, dite batterie principale caractérisé en ce qu'il est intégré au véhicule automobile et en ce qu'il comporte: - une batterie (5) dite batterie d'appoint, et - un système (16) de générations d'impulsions électriques alimenté par la batterie d'appoint (5). 9. System (1) for regenerating a lead-acid battery (3) of a motor vehicle, said main battery characterized in that it is integrated into the motor vehicle and in that it comprises: a battery (5); ) said backup battery, and - a system (16) of generations of electrical pulses powered by the booster battery (5). 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un superviseur (9) et un module (14) de commutation, le superviseur (9) étant apte à commander sélectivement, via le module (14) de commutation, la mise en relation de la batterie principale (3) soit avec un circuit de puissance formé par un producteur (2) d'énergie électrique du véhicule, la batterie d'appoint (5) et des consommateurs électriques (8) du véhicule; soit avec le système (16) de génération d'impulsions électriques. 10. System according to claim 9, characterized in that it further comprises a supervisor (9) and a module (14) switching, the supervisor (9) being able to control selectively via the module (14) switching connecting the main battery (3) with a power circuit formed by a producer (2) of electrical energy of the vehicle, the booster battery (5) and electrical consumers (8) of the vehicle; with the system (16) for generating electrical pulses. 11. Système selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le système (16) de génération électrique assure également une fonction de chargeur de la batterie principale (3) à partir de l'énergie électrique issue de la batterie d'appoint (5). 11. System according to claim 9 or 10, characterized in that the system (16) of electrical generation also provides a charger function of the main battery (3) from the electrical energy from the booster battery ( 5).
FR1254492A 2012-05-16 2012-05-16 METHOD FOR REGENERATING A LEAD BATTERY AND INTEGRATED REGENERATION SYSTEM FOR AN ASSOCIATED VEHICLE Expired - Fee Related FR2990799B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1254492A FR2990799B1 (en) 2012-05-16 2012-05-16 METHOD FOR REGENERATING A LEAD BATTERY AND INTEGRATED REGENERATION SYSTEM FOR AN ASSOCIATED VEHICLE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1254492A FR2990799B1 (en) 2012-05-16 2012-05-16 METHOD FOR REGENERATING A LEAD BATTERY AND INTEGRATED REGENERATION SYSTEM FOR AN ASSOCIATED VEHICLE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2990799A1 true FR2990799A1 (en) 2013-11-22
FR2990799B1 FR2990799B1 (en) 2014-05-23

Family

ID=46704814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1254492A Expired - Fee Related FR2990799B1 (en) 2012-05-16 2012-05-16 METHOD FOR REGENERATING A LEAD BATTERY AND INTEGRATED REGENERATION SYSTEM FOR AN ASSOCIATED VEHICLE

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2990799B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070909A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-19 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Pulse generation device for charging a valve-regulated lead-acid battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070909A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-19 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Pulse generation device for charging a valve-regulated lead-acid battery

Also Published As

Publication number Publication date
FR2990799B1 (en) 2014-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8310198B2 (en) Lithium ion secondary cell charge method and hybrid vehicle
EP1774353B1 (en) Method for managing a rechargeable battery storage
JP6239611B2 (en) Charge control device and charge control method
JP5407893B2 (en) Secondary battery system and hybrid vehicle
EP2293965A1 (en) Power storage device for hybrid or electric motor vehicles, and associated electric power management method
JP2009072039A (en) Power system
KR102243461B1 (en) Controller for lithium-ion secondary battery and vehicle
KR20140003325A (en) Battery pack having linear voltage profile, and soc algorithim applying to the battery pack
EP2032383A1 (en) Micro-hybrid device for motor vehicle
EP3036818A2 (en) Device for balancing the charge of the elements of a power battery
US8482264B2 (en) Fast charger for super capacitor
FR2947112A1 (en) Accumulators e.g. lithium-iron-phosphate accumulators, battery recharging device for e.g. hybrid motor vehicle, has control module to control connections of accumulators in series and application of current on accumulators in charging mode
WO2020074397A1 (en) Method and device for controlling the level of charge of a traction battery of an electric vehicle
JP5822779B2 (en) Power storage system and charge / discharge control method thereof
WO2017215967A1 (en) Method and system for managing electrochemical batteries of a power supply facility in case of battery failure.
Lahbib et al. Performance analysis of a lead-acid battery/supercapacitors hybrid and a battery stand-alone under pulsed loads
FR2990799A1 (en) Method for regenerating lead-acid battery in car, involves regenerating sulfated material by applying high frequency electric signal at terminals of battery, and recharging battery, so as to charge regenerated sulfated material
WO2014184861A1 (en) Battery system, mobile body and power storage system provided with battery system, and control method for battery system
JP4513917B2 (en) Secondary battery system
JP2018021837A (en) Device and method for determining deterioration of secondary battery, and device for controlling secondary battery
EP2426807B1 (en) Thin-film battery protection
KR101599959B1 (en) Energe storage system
EP4101047B1 (en) Method of pulse charging with variable amplitude step
EP4198538A1 (en) Method for diagnosing and predicting service life of lead acid batteries, in particular for storing backup energy
FR3126664A1 (en) CONTROL OF CHARGING IN MODE 4 OF A VEHICLE BATTERY

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

CA Change of address

Effective date: 20180312

CD Change of name or company name

Owner name: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA, FR

Effective date: 20180312

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

ST Notification of lapse

Effective date: 20240105