FR3098921A1 - Estimation du SoH d’un élément électrochimique - Google Patents

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Abstract

Il est proposé un procédé d'estimation de l’état de santé (SoH) d’une batterie comprenant un ou plus éléments électrochimiques. Pendant que la batterie est utilisée, le procédé charge ou décharge un composant de stockage, pour ensuite le décharger ou le recharger afin de pouvoir mesurer la capacité réelle du composant de stockage. Le SoH est calculé à partir d’une précédente valeur connue de la capacité du composant de stockage et de la capacité réelle du composant de stockage. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Estimation du SoH d’un élément électrochimique
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine technique des méthodes, systèmes et programmes d’estimation de l’état de santé (SoH) d'une batterie.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE
Un générateur électrochimique ou accumulateur ou élément ou batterie est un dispositif de production d'électricité dans lequel de l'énergie chimique est convertie en énergie électrique. L'énergie chimique est constituée par des composés électrochimiquement actifs disposés dans l'élément. L'énergie électrique est produite par des réactions électrochimiques au cours d'une décharge de l'élément. Les électrodes, disposées dans un contenant, sont connectées électriquement à des bornes de sortie de courant qui assurent une continuité électrique entre les électrodes et un consommateur électrique auquel l'élément est associé.
Typiquement, une batterie comprend une pluralité d'éléments susceptibles d'être regroupés au sein d'une même enceinte. Une batterie peut être divisée en modules, chaque module étant composé d'une pluralité d'éléments reliés entre eux en série et/ou en parallèle. La batterie est destinée à fournir de l'énergie électrique à une application extérieure. Un circuit de charge est généralement prévu auquel la batterie peut être branchée pour recharger les éléments. Un système de gestion comprenant des capteurs de mesures et un circuit électronique de contrôle, plus ou moins évolué selon les applications, peut être associé à la batterie.
Il est connu des standards de calcul de l’état de santé (SoH, acronyme anglais de « State Of Health ») d’un élément électrochimique, et par extension d’une batterie. Le SoH indique le degré de vieillissement de l'élément entre un état initial et un état à un instant donné. Le SoH d'un élément peut être calculé soit à partir du rapport de l'impédance de l'élément à un instant donné sur l'impédance de l'élément à l'état initial, soit à partir de l'estimation de la perte de capacité par comparaison avec la capacité de l'élément à l'état initial, soit encore à l’aide de tables.
Il existe des méthodes permettant d’estimer le SoH à partir de l’impédance qui imposent une pleine charge ou décharge à des régimes restreints afin d’assurer une précision minimale. Ceci a pour conséquence d’imposer un cycle de maintenance.
Il existe aussi des méthodes permettant d’estimer le SoH par comparaison avec la capacité de l'élément à l'état initial qui utilisent généralement des algorithmes qui embarquent des modèles de batteries et des données vécues telle que le SoC (l’état de charge). Or si la mesure du SoC n’est pas possible en opérationnel, alors l’algorithme d’estimation du SoH n’est plus alimenté et l’estimation est erronée.
Il existe encore des méthodes permettant d’estimer le SoH et qui se décomposent en deux parties : une première partie où le cyclage de la batterie (c’est-à-dire l’alternance de charges et de décharges) rentre en jeu, et une deuxième partie où le vieillissement calendaire (vieillissement dans le temps et en fonction des profils de température vécus par la batterie) est lu dans des tables.
Il est également connu des éléments dont la technologie est caractérisée par une courbe d’OCV fonction du SoC qui présente une pente faible car elle possède au moins une zone où la variation de l’OCV en fonction du SoC varie peu et/ou peut être non-univoque ; il est impossible d’associer une mesure de tension à un état de charge. La courbe d’OCV fonction du SoC peut être non-univoque, c’est-à-dire qu’il existe deux points de la courbe qui ont la même ordonnée mais une abscisse différente. Le document EP-A-2 269 954 décrit des exemples de tels éléments pour lesquels la variation de la tension à vide en fonction de l'état de charge présente une zone pour un état de charge compris entre environ 30 et environ 90% dans laquelle la tension à vide augmente au moins 10 fois moins rapidement en fonction de l'état de charge en moyenne que pour un état de charge compris entre 90% et 100%. De tels éléments sont connus sous le nom d’éléments électrochimiques à profil plat ou plus simplement éléments à profil plat. Le vieillissement induira des modifications de la relation entre l’OCV et le SoC.
Il n'existe donc pas actuellement de méthode susceptible d'être adaptée de manière satisfaisante à l'estimation de l'état de santé.
La présente invention propose pour cela un procédé d'estimation de l’état de santé (SoH) d’une batterie comprenant un ou plus éléments électrochimiques. Pendant que la batterie est utilisée, le procédé comprend les étapes consistant à :
(i) charger au moins un composant de stockage ou bien décharger au moins un composant de stockage ;
(ii) lorsqu’il a été déterminé que ledit au moins un composant de stockage est chargé ou bien déchargé, réaliser une opération inverse de décharge ou bien de charge ;
(iii) pendant l’opération inverse de décharge ou bien de charge, mesurer un temps T nécessaire pour décharger ou bien charger le composant de stockage et mesurer d’un courant i(t) traversant le composant de stockage au cours du temps T ;
(iv) calculer une capacité réelle CRealdu composant de stockage avec la formule
CReal=
où
i(t) est une valeur du courant traversant le composant de stockage pendant que le temps T nécessaire pour décharger ou bien charger le composant de stockage a été mesuré ; et
T est le temps mesuré ;
(v) calculer l’état de santé (SoH) de la batterie à partir d’une précédente valeur connue de la capacité du composant de stockage et de la capacité réelle CRealdu composant de stockage.
Un tel procédé améliore l’estimation du SoH d’une batterie car il repose sur des mesures électriques qui sont effectuées directement aux bornes d’un composant de stockage d’énergie qui est de même nature et de même capacité que les autres éléments électrochimiques qui constituent la batterie à évaluer. Par exemple, le composant de stockage est un des éléments électrochimiques de la batterie. Le composant de stockage voit passer un courant identique aux autres éléments en série de la batterie. Cet élément vieillit sensiblement de la même manière que les autres éléments, c’est à dire que son usure est sensiblement identique. Dans les faits, cela implique que l’estimation du SoH est rendue plus facile par rapport aux méthodes connues car elle ne nécessite pas une pleine charge ou décharge à des régimes restreints de la batterie. De plus, l’estimation du SoH est réalisée sans l’aide de tables dynamiques ou statiques car ne reposant que sur le calcul d’une valeur réelle de l’usure du composant de stockage. De manière avantageuse, il n’y a pas d’interruption de service de la batterie pendant qu’une mesure sur SoH est réalisée. Ainsi, l’estimation du SoH selon l’invention permet de déterminer le SoH réel et simplement.
Selon différents modes de réalisation, toute combinaison d’au moins l’une des caractéristiques suivantes peut être implémentée :
- après l’étape (v), comprenant les étapes consistant à charger le composant de stockage déchargé ou bien décharger le composant de stockage chargé ; détecter que la tension aux bornes composant de stockage est sensiblement égale à la tension aux bornes des autres éléments électrochimiques de la batterie ; et charger ou décharger le composant de stockage de la même manière que les autres éléments électrochimiques ;
- charger ledit au moins élément électrochimique comprend détecter le sens du courant traversant la batterie pendant l’opération de charge ou de décharge ; déterminer si le sens du courant traversant la batterie permet de charger le composant de stockage ; et si le sens du courant ne permet pas de charger le composant de stockage, inverser le sens du courant traversant le composant de stockage ; et dans lequel décharger le composant de stockage comprend détecter le sens du courant traversant la batterie pendant l’opération de charge ou de décharge ; déterminer si le sens du courant traversant la batterie permet de décharger le composant de stockage ; et si le sens du courant ne permet pas de décharger le composant de stockage, inverser le sens du courant traversant le composant de stockage ;
- l’inversion du courant traversant le composant de stockage comprend l’envoi d’une commande de configuration d’éléments de commutation d’une structure électronique de pont en H aux bornes de laquelle le composant de stockage est connecté ;
- déterminer que le composant de stockage est chargé comprend mesurer une tensionV élément aux bornes du composant de stockage ; déterminer que le composant de stockage est chargé si la tension mesuréeV élément est sensiblement égale à une valeur de tension maximale connue ; et dans lequel déterminer que le composant de stockage est déchargé comprend mesurer la tensionV élément aux bornes du composant de stockage ; déterminer que le composant de stockage est déchargé si la tension mesurée est sensiblement égale à une valeur de tension minimale connue ;
- la précédente valeur connue de la capacité du composant de stockage est calculée selon la formule de l’étape (IV) lorsque la batterie est en début de vie ;
La présente invention propose également un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution du procédé.
On propose en outre un système d’estimation de l’état de santé (SoH) d’une batterie comprenant un ou plus éléments électrochimiques. Le système comprend
- un inverseur de courant aptes à être connecté aux bornes d’un composant de stockage;
- un détecteur apte à déterminer que le composant de stockage est chargé ou bien déchargé ;
- une unité de calcul en communication avec l’inverseur de courant, le détecteur de l’état chargé ou déchargé, l’unité de calcul étant couplée à une mémoire qui stocke un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution du procédé.
Le système peut en outre comprendre :
- le détecteur comprend une interface pour acquérir une valeur d’une tensionV élément aux bornes du composant de stockage ; un premier comparateur de tension apte à déterminer que la tensionV élement est sensiblement égale à une valeur de tension minimaleV élement_Min stockée dans la mémoire ; un deuxième comparateur de tension apte à déterminer que la tensionV élément est sensiblement égale à une valeur de tension maximaleV élement_Max stockée dans la mémoire ;
- l’inverseur de courant est une structure électronique de pont en H comprenant des éléments de commutation ;
- l’inverseur de courant comprend en outre une unité de commande des éléments de commutation, l’unité de commande étant couplée au détecteur de l’état chargé ou déchargé ;
- l’unité de commande des éléments de commutation comprend une bascule couplée au détecteur, la bascule étant apte à recevoir au moins un premier signal et un deuxième signal provenant du détecteur, le premier signal du détecteur représentant l’information que ledit au moins un élément électrochimique est chargé et le deuxième signal du détecteur représentant l’information que ledit au moins un élément électrochimique est déchargé, et à maintenir un premier état de sortie suite à la réception du premier signal et maintenir un deuxième état de sortie suite à la réception du deuxième signal ; des pilotes des éléments de commutation, les pilotes étant couplés à la bascule et aptes à recevoir le premier état de sortie et le deuxième état de sortie, et à configurer les éléments de commutation selon une première configuration sur réception du premier état de sortie et selon une deuxième configuration sur réception du deuxième état de sortie.
On propose aussi un ensemble comprenant le système de mesure du SoH, une batterie couplée avec le système de mesure du SoH.
L’ensemble peut en outre comprendre :
- la batterie comprend deux ou plus éléments électrochimiques et dans lequel le composant de stockage est un ou plusieurs éléments électrochimiques de la batterie ;
- la batterie comprend deux ou plus branches, chaque branche comprenant un ou plusieurs éléments électrochimiques ;
- les deux ou plus branches de la batterie sont montées en parallèle et chaque branche est couplée avec le système de mesure du SoH ;
- les deux ou plus branches de la batterie sont montées en parallèle et chaque branche est couplée avec un système de mesure du SoH qui lui est propre ;
- le couplage du système de mesure du SoH avec la batterie est réalisé de telle sorte que le courant traversant le composant de stockage est celui traversant la batterie.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Des modes de réalisation de l’invention vont être maintenant décrits au moyen d’exemples non-limitatifs de l’invention, et en référence aux figures, où :
Fig. 1 est un exemple de système selon l’invention ;
Fig. 2 est un exemple de mesure du SoH avec différents profils de courant de la batterie et de l’composant de stockage ;
Fig. 3 est un exemple d’algorigramme de l’invention ;
Fig. 4 est un exemple de batterie ; et
Fig. 5 est un exemple de système pour estimer le SoH.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
La présente invention concerne l’estimation de l’état de santé (SoH) d’un générateur électrochimique, aussi connu sous le terme d’accumulateur ou de batterie ou élément électrochimique ou encore élément. Ces termes désignent un dispositif de production d'électricité dans lequel de l'énergie chimique est convertie en énergie électrique et sont considérés comme synonymes par la suite.
On entend par tension en circuit ouvert (ou encore tension à vide) la tension mesurée aux bornes de l'élément lorsque celui-ci ne débite aucun courant (« Open circuit voltage » en anglais et également dénommé « tension en circuit ouvert » ; selon la définition 482-03-32 de la norme CEI 60050-482 :2004, Vocabulaire électrotechnique international partie 482 : piles et accumulateurs électriques).
On entend par courbe d’OCV (acronyme de l’anglais « Open Circuit Voltage », tension à vide) en fonction du SoC, la variation de la tension en fonction de l'état de charge, dit plus simplement, la courbe d’OCV en fonction du SoC est une table qui met en relation des points de mesure d’OCV en fonction de valeurs de SoC.
Il est maintenant discuté des exemples du procédé d’estimation de l’état de santé (SoH) d’une batterie.
Le procédé d’estimation est réalisé pendant que la batterie est utilisée. Cela veut dire qu’au moins une opération de charge ou bien de décharge de la batterie est réalisée. L’opération de charge ou de décharge de la batterie a donc une durée qui couvre au moins le temps nécessaire pour réaliser le procédé selon l’invention. De manière générale, une ou plusieurs estimations du SoH peuvent être produites durant une même opération de charge ou de décharge, ou pour une succession d’opérations de charge ou de décharge de la batterie. La batterie comprend au moins deux éléments électrochimiques.
Pendant que l’opération de charge ou de décharge précédemment initiée se déroule, une opération de charge ou une décharge d’un composant de stockage est réalisée. Le composant de stockage est également nommé composant de stockage d’énergie. Si la batterie est en charge, le composant de stockage peut être en charge ou en décharge ; inversement, si la batterie est en décharge, le composant de stockage peut être en charge ou en décharge.
Le composant de stockage sur lequel une opération de charge ou bien une opération de décharge est en cours, est de même nature et de capacité sensiblement identique à celle de la batterie. Les éléments de la batterie sont en série et en général sont de capacités sensiblement identiques. Comme les éléments électrochimiques de la batterie sont en série, ceci a pour effet d’augmenter la tension de la batterie. Pour augmenter la capacité de la batterie, il est possible d’augmenter la capacité des éléments électrochimiques, ou encore de mettre des éléments électrochimiques en parallèles, formant ainsi des modules d’éléments électrochimiques, les modules étant montés en série.
Dans des exemples, plusieurs dimensionnements du composant électrochimique peuvent être envisagé. Par exemple, le composant de stockage est un des éléments électrochimiques de la batterie, ou bien encore le composant de stockage comprend deux ou plus éléments électrochimiques de la batterie, par exemple le composant de stockage comprend un module de la batterie. Un ou plusieurs des éléments électrochimiques de la batterie peuvent donc être utilisés comme un composant de stockage d’énergie utilisé pour mesurer le SoH.
Dans des exemples, le composant de stockage peut être un module de la batterie.
De manière générale, le composant de stockage est traversé par un courant identique à celui qui traverse la batterie pendant qu’elle est utilisée, et ce indépendamment du fait qu’une estimation du SoH soit faite ou pas. Le composant de stockage vieillit donc sensiblement de la même manière que les autres éléments puisqu’il est de même nature et de capacité sensiblement identique (à un dimensionnement près) à celle de la batterie. Son usure est sensiblement identique à celle des éléments électrochimiques qui composent la batterie.
Toujours pendant que la batterie est utilisée, on détecte que le composant de stockage est chargé ou déchargé. On considère que le composant de stockage est chargé lorsqu’il ne peut plus accumuler d’énergie. Similairement, on considère que le composant de stockage est déchargé lorsqu’il ne peut plus fournir d’énergie. La détection que le composant de stockage est chargé ou déchargé peut être réalisée à l’aide de techniques habituelles. Des exemples sont présentés ci- après.
Suite à la détection que le composant de stockage est chargé ou déchargé, on réalise une opération inverse de décharge ou bien de charge de ce même composant de stockage. Ainsi, si le composant de stockage a été détecté comme étant chargé, on le décharge. Inversement, si le composant de stockage a été détecté comme étant déchargé, on le charge.
Suite au déclenchement de l’opération inverse de charge ou de décharge, et pendant que cette opération est réalisée, deux mesures sont réalisées, par exemple simultanément.
La première mesure est celle d’un temps T (par exemple en secondes) nécessaire pour décharger ou bien charger le composant de stockage. On mesure donc le temps qui s’écoule pour passer d’un état déchargé à un état chargé, ou bien inversement d’un état chargé à un état déchargé.
La deuxième mesure est celle d’un courant i(t) (en ampères) traversant le composant de stockage au cours du temps T. Ce courant i(t) est celui qui traverse la batterie ; cette notion de même courant i(t) traversant le composant de stockage et la batterie en cours d’utilisation est au sens prêt, c’est-à-dire que la valeur peut connaitre une inversion de signe lorsque l’’élément électrochimique est en charge alors que la batterie est en décharge et lorsque l’élément électrochimique en décharge alors que la batterie est en charge. Cela veut dire que le courant i(t) a une même valeur ou encore une valeur sensiblement identique, en valeur absolue, à celui traversant la batterie, de petites variations de valeurs pouvant intervenir, par exemple à cause de pertes. Le composant de stockage traversé par le courant i(t) est donc monté en série avec la batterie afin qu’il puisse être traversé par le même courant, en valeur absolue. La deuxième mesure est une mesure des valeurs instantanées du courant traversant le composant de stockage. Les valeurs du courant i(t) peuvent être mesurées de manière continue, ou bien encore à intervalles définis, généralement réguliers.
Une fois que l’opération inverse est achevée, c’est-à-dire que le composant de stockage qui était en charge est enfin chargé, ou inversement que le composant de stockage qui est était en décharge est enfin déchargé, une capacité réelle (notée CReal) du composant de stockage est calculée en utilisant une relation qui existe entre la capacité du composant de stockage et le courant instantané le traversant au cours du temps.
Pour cela, la formule suivante (eq. 1) est utilisée :
CReal= (eq. 1)
avec i(t) est au moins une valeur du courant traversant le composant de stockage pendant que le temps T nécessaire pour décharger ou bien charger le composant de stockage a été mesuré, et T est le temps mesuré. La valeur de la capacité réelle CRealcalculée est exprimée en Ampère-heure (Ah).
La capacité réelle qui est calculée à l’aide de la formule (eq. 1) représente donc la quantité de charge électrique portée par le composant de stockage pour une tension donnée, celle aux bornes de la batterie.
Suite à ce calcul, l’état de santé (SoH) de la batterie est calculé. Le calcul du SoH est obtenu à partir de la capacité réelle CRealdu composant de stockage et d’une précédente valeur connue de la capacité réelle (notée CReal_past) ce même composant de stockage. La différence entre les valeurs CRealet CReal_pastest représentative de l’usure de la batterie, et donc de son état de santé. Dans un exemple, un SoH de 100%, en début de vie, évolue jusqu’à un SoH de 0%, signifiant la fin de vie de la batterie, ce qui correspond à une diminution de la capacité de 20 à 30% (CRealcomparée à CReal_past).
Dans des exemples, CReal_pastpeut être la capacité totale du composant de stockage.
Dans des exemples, CReal_pastpeut être la capacité totale mesurée du composant de stockage pour une ou des premières opérations de charge ou de décharge du composant de stockage. « Une des premières opérations » peut être une opération de charge ou de décharge par rapport à un état initial du composant de stockage. L’état initial peut être celui d’un élément neuf, ou d’un élément déjà vieillit (c’est-à-dire usagé), ou d’un élément de seconde vie (c’est-à-dire pour une nouvelle utilisation).
Dans des exemples, CReal_pastpeut être la capacité totale mesurée du composant de stockage selon le procédé présenté ci-dessus. Dans un exemple, la précédente valeur connue de la capacité du composant de stockage est calculée selon le procédé présenté ci-dessus lorsque la batterie est en début de vie, c’est-à-dire pour l’état initial de la batterie.
Dans les exemples où le composant de stockage est au moins un des éléments électrochimiques de la batterie, on peut reconfigurer cet élément pour qu’il puisse participer à nouveau et pleinement comme élément électrochimique de la batterie – on dit qu’il est réintégré à la batterie - afin qu’il connaisse ensuite les mêmes sollicitations que les autres éléments électrochimiques, le calcul du SoH étant fini ; le prochain calcul peut par exemple avec lieu dans plusieurs jours, voire plusieurs semaines. De plus, cela peut en outre permettre à la batterie de retrouver sa capacité totale effective. Pour cela, le composant de stockage est remis dans un niveau de charge qui sera identique à celui des autres éléments électrochimiques de la batterie. Dans un exemple, la remise à un niveau de charge identique à celui des autres éléments électrochimiques de la batterie peut être réalisé comme suit. Après que le SoH ait été calculé, on procède à une charge ou bien on décharge selon le cas du composant de stockage. Lorsque la tension aux bornes du composant de stockage est sensiblement égale à la tension aux bornes des autres éléments électrochimiques de la batterie, on interrompt l’opération de charge ou bien la décharge du composant de stockage et on procède alors à une charge ou bien une décharge du composant de stockage qui est identique à celle des autres éléments électrochimiques. En d’autres termes, on configure individuellement la quantité d’énergie stockée dans le composant de stockage pour qu’elle soit sensiblement égale à celle des autres éléments électrochimiques de la batterie, et ensuite le composant de stockage connait le même état de charge que les autres éléments de la batterie.
Dans les exemples présentés, le composant de stockage connait une opération de charge ou bien de décharge pendant qu’une opération de charge ou bien de décharge de la batterie est réalisée. De plus, et comme cela a été mentionné précédemment, le courant traversant le composant de stockage a une même valeur ou encore une valeur sensiblement identique à celui traversant la batterie ; le sens du courant mesuré i(t) traversant ledit au moins un élément électrochimique va dépendre du sens du courant traversant la batterie. On peut donc déterminer si le composant de stockage est en train d’être chargé ou bien déchargé en fonction du sens du courant qui traverse la batterie. Cette détermination peut être réalisée à l’aide de toute technique connue.
Dans un exemple, la détermination et/ou la configuration que le composant de stockage est en train d’être chargé peut comprendre les opérations suivantes. Tout d’abord, on détecte le sens du courant traversant la batterie pendant l’opération de charge ou de décharge du composant de stockage. Puis, on détermine si le sens du courant traversant la batterie permet de charger le composant de stockage. Le sens du courant peut être identifié à partir d’informations qui sont directement fournies par la batterie, par exemple le système de gestion de la batterie. Et si on a déterminé que le sens du courant traversant la batterie ne permet pas de charger le composant de stockage, il est procédé à une inversion du sens du courant traversant le composant de stockage.
Dans un exemple, la détermination et/ou la configuration que le composant de stockage est en train d’être déchargé peut comprendre les opérations suivantes. Tout d’abord, on détecte le sens du courant traversant la batterie pendant l’opération de charge ou de décharge du composant de stockage. Puis, on détermine si le sens du courant traversant la batterie permet de décharger ledit au moins élément électrochimique. Une mesure et une intégration du courant dans la batterie peut être réalisée dans ce but. Et si on a déterminé que le sens du courant traversant la batterie ne permet pas de décharger le composant de stockage, il est procédé à une inversion du sens du courant traversant le composant de stockage.
Dans des exemples, l’inversion du sens du courant traversant le composant de stockage comprend l’inversion de la polarité aux bornes dudit au moins élément électrochimique.
Dans un exemple, l’inversion du sens du courant comprend l’envoi d’une commande de configuration d’éléments de commutation d’une structure électronique de pont en H aux bornes de laquelle le composant de stockage est connecté.
Dans des exemples, l’inversion de polarité aux bornes du composant de stockage peut être obtenue par un envoi d’une commande de configuration d’éléments de commutation d’une structure électronique permettant de contrôler la polarité aux bornes du composant de stockage. Dans un exemple, la structure électronique peut être un pont en H sur lequel le composant de stockage est connecté. Le pont en H est une structure électronique bien connue composée de quatre éléments de commutation qui sont configurés par l’envoi de la commande de configuration. La Fig. 1 montre une telle structure de pont en H sur laquelle le composant de stockage d’énergie est électriquement relié. Le pont en H comprend dans cet exemple quatre éléments de commutation notés A, B, C et D.
Dans des exemples, la commande de configuration peut comprendre une première commande de configuration et une deuxième commande de configuration. La première commande de configuration des éléments de commutation peut être sélectionnée après la détection que le composant de stockage est chargé, et la deuxième commande de configuration des éléments de commutation après la détection que le composant de stockage est déchargé. Ainsi, la première commande de configuration peut servir à commander la décharge du composant de stockage et la deuxième commande de configuration peut servir à commander la charge du composant de stockage.
Dans des exemples, la détermination que le composant de stockage est chargé comprend une mesure de la tensionV élément aux bornes du composant de stockage. Si la tension mesuréeV élément est égale ou sensiblement égale à une valeur de tension maximaleV élement_Max connue, alors on détermine que le composant de stockage est effectivement chargé. Inversement, la détermination que le composant de stockage est déchargé comprend une mesure de la tensionV élément aux bornes du composant de stockage. Si la tension mesuréeV élément est égale ou sensiblement égale à une valeur de tension minimaleV élement_Min connue, alors on détermine que le composant de stockage est effectivement chargé.
Dans un exemple particulier, la détermination que le composant de stockage est chargé ou bien déchargé peut être réalisée à l’aide d’une mesure de tensionV élément aux bornes du composant de stockage. Lorsque la tensionV élement_Min mesurée aux bornes du composant de stockage est à une première valeur connue, le composant de stockage est déterminé comme étant déchargé. Inversement, lorsque la tensionV élément mesurée aux bornes du composant de stockage atteint ou encore sensiblement atteint une deuxième valeur connue qui est la valeur de tension maximale, le composant de stockage est déterminé comme étant chargé. Ces première et deuxième valeurs connues dépendent (ou encore sont fonction) du couple électrochimique de la batterie.
Les exemples portant sur l’estimation du SoH discutés jusqu’à présent peuvent être combinés entre eux.
La méthode a été présentée dans le cadre où que la batterie est utilisée, c’est-à-dire qu’au moins une opération de charge ou qu’au moins une opération de décharge de la batterie est réalisée. On comprend que la méthode peut s’appliquer à des situations où au moins une opération de charge et au moins une opération de décharge de l’élément électrochimique ont été successivement réalisées, ou inversement au moins une opération de décharge et au moins une opération de charge de l’élément électrochimique ont été initiées. La méthode peut s’appliquer pour toute combinaison de succession de charge(s) et/ou décharge(s) de l’élément électrochimique et de la batterie.
Un tel exemple est maintenant discuté en référence aux Fig. 2 et 4. La Fig. 2 comporte quatre courbes représentent respectivement en fonction du temps, de haut en bas :
- le courant (Ampère) qui traverse la batterie ;
- la tension (Volt) aux bornes d’au moins un des éléments électrochimiques de la batterie. Dans cet exemple, il s’agit de la tension aux bornes d’une cellule de la batterie autre que le composant de stockage ;
- le courant (Ampère) qui traverse le composant de stockage qui est dans cet exemple une des cellules de la batterie ;
- la tension aux bornes du composant de stockage.
A l’étape 400, le procédé selon l’invention démarre. Dans l’exemple de la Fig. 3, la batterie est en charge. La tension aux bornes d’une des cellules de la batterie augmente pendant que la batterie est chargée.
A l’étape 402, le composant de stockage est connecté en polarité directe avec la batterie, c’est-à-dire qu’il est traversé par le même courant que celui qui traverse la batterie et polarisé de sorte qu’il connaisse lui aussi une charge tout comme les autres. A ce stade, le composant de stockage (qui est une cellule de la batterie dans cet exemple) est utilisé comme toute les autres cellules de la batterie, c’est-à-dire qu’il contribue à la capacité totale de la batterie.
A l’étape 404, si aucune mesure de SoH n’est décidée, le composant de stockage continue de contribuer à la batterie. Si au contraire une mesure de SoH est décidée, par exemple par un utilisateur ou encore par requête d’un système utilisant la batterie, alors une opération de charge ou de décharge, selon le cas, du composant de stockage commence. Dans l’exemple de la Fig. 3, le composant de stockage était quasi déchargé à l’initiation de l’étape 400 de sorte qu’une charge de cet élément a été décidée.
A partir de l’étape 404, l’opération de charge du composant doit être menée à son terme, quelle que soit le courant traversant la batterie, afin de pouvoir calculer le SoH. Ainsi, comme cela est visible sur la Fig. 3, phase 2, la batterie connait des opérations de charge et de décharge successives. Afin de maintenir le composant de stockage en charge, on détermine à partir du sens du courant de la batterie si la cellule (le composant de stockage) est en charge ou non. Lorsqu’on détecte que le courant de la batterie crée une décharge de la cellule servant de composant de stockage, c’est-à-dire dans l’exemple de la Fig. 2 après que la batterie a initié une opération de décharge, on inverse le sens du courant dans traversant le composant de stockage. Comme on peut le voir sur la Fig. 3, la polarité aux bornes du composant de stockage est successivement inversée pour que le composant soit toujours en charge. Ainsi, le sens du courant traversant le composant de stockage est maintenu positif afin que ce dernier soit complètement chargé - c’est-à-dire lorsque son SoC est de 100% comme indiqué sur la courbe du bas de la Fig. 3-, et ce quel que soit le sens du courant dans la batterie. Ceci est représenté par l’étape 406 de la Fig. 4.
Lorsqu’il est détecté que le composant de stockage est chargé (fin de l’étape 406), une opération de décharge du composant est déclenchée, et ce quel que soit le courant traversant la batterie qui peut subir des opérations de charge et de décharge successives. Dans l’exemple de la Fig. 3, pendant la phase 3, le courant traversant le composant de stockage est négatif et maintenu comme tel indépendamment de la charge ou décharge de la batterie. Le SoC de la cellule de la batterie servant de composant de stockage va donc passer de 100% à 0%.
Pendant la décharge du composant à l’étape 408, le temps T nécessaire pour passer du SoC de 100% à 0% est mesuré (étape 410) ainsi que le courant i(t) traversant le composant (étape 412).
A la fin de l’étape 408, c’est-à-dire lorsque le composant est déchargé, on calcule sa capacité réelle CRealà l’aide de la formule (eq. 1). Comme illustré sur la Fig. 3, ce calcul peut être fait en deux étapes : une première étape 412 pendant laquelle on intègre le courant i(t) mesuré sur la période complète T de décharge, et une deuxième étape 414 où l’on calcule la capacité réelle CRealen multipliant la valeur du courant I obtenue à l’étape 412 par le temps T.
Le SoH peut maintenant être calculé à partir de la capacité réelle CRealcalculée (étape 412, 414) et de la précédente valeur connue de la capacité du composant de stockage, par exemple lors de l’état initial de la batterie.
Le SoH ayant été estimé, le composant de stockage est alors réintégré à la batterie (étape 416) de sorte que la batterie dispose de toutes ses cellules. La Fig. 3, phase 4, illustre ce retour à la normale dans le fonctionnement de la batterie. Pour cela, la cellule ayant servi de composant de stockage est rechargée suivant le même principe que celui utilisé pour la décharger. Lorsque la tension aux bornes du composant de stockage est identique à celle mesurée pour une des autres cellules de la batterie, alors le composant de stockage a un niveau de charge sensiblement identique à celui des autres cellules de la batterie et peut alors être réintégré dans la batterie.
En référence à la Fig. 5, il est maintenant discuté un exemple d’un système 600 d’estimation du SoH d’une batterie.
Le système peut être connecté via une interface, par exemple des connecteurs, à un composant 610 de stockage d’énergie. Par exemple, le système peut être apte à être connecté aux bornes d’au moins un élément électrochimique de l’élément électrochimique.
Le système comprend en outre un détecteur 612 de l’état de charge du composant de stockage. Le détecteur est aussi nommé détecteur de l’état chargé ou déchargé du composant de stockage. Le détecteur est directement ou indirectement relié au composant de stockage, c’est-à-dire que le détecteur est apte à recevoir des informations concernant le composant de stockage et lui permettant de détecter quel est l’état de charge (état chargé ou bien déchargé) du composant de stockage ; ces informations peuvent être directement transmises du composant de stockage au détecteur, ou indirectement via un autre élément du système 600. Le détecteur réalise un ou plusieurs des exemples de détection précédemment discutés.
Le système comprend également un inverseur 608 de courant (pouvant être aussi appelé inverseur de polarité) qui est connecté aux bornes de l’élément 610 de stockage d’énergie. L’inverseur de courant permet de commander la charge ou la décharge du composant de stockage indépendamment du sens du courant traversant la batterie sur lequel le système réalise l’estimation du SoH. Tout comme le détecteur, l’inverseur de courant est directement ou indirectement relié au composant de stockage. L’inverseur de courant peut réaliser un ou plusieurs des exemples d’inversion de courant précédemment discutés.
Le système comprend aussi une unité de gestion. L’unité de gestion comprend une unité de calcul (CPU) 614 qui est connectée à un bus 602 sur lequel est connectée une mémoire 604. La mémoire peut être une mémoire permettant de stocker les instructions et les données nécessaires au fonctionnement d’un programme d’ordinateur. La mémoire peut-être, mais n’est pas limitée à, une mémoire non volatile, incluant par exemple des mémoires semi-conducteurs tels que des EPROM, EEPROM, mémoire flash, des disques magnétiques, des disques magnéto-optiques, des CD-ROM, DVD-ROM, disques BlueRay©. Tous ces éléments peuvent être suppléés par ou incorporés dans, des ASICs (acronyme anglais de « application-specific integrated circuits »). L’unité de gestion peut commander l’inverseur de courant 608 ; pour cela, l’inverseur de courant peut communiquer avec l’unité de gestion via le BUS 602. L’unité de gestion peut également recevoir des informations provenant du détecteur 612, telle que les résultats de la détection ; pour cela, le détecteur peut communiquer avec l’unité de gestion via le BUS 602.
Le programme d’ordinateur peut comprendre des instructions exécutables par l’unité de gestion. Les instructions comprennent des moyens pour amener le système à exécuter le procédé selon l’invention. Le programme peut être enregistrable sur n’importe quel support de stockage de données, y compris la mémoire de l’unité de gestion. Le programme peut, par exemple, être mis en œuvre dans des circuits électroniques numériques ou des circuits logiques, ou dans du matériel informatique, des micrologiciels, des logiciels ou des combinaisons de ceux-ci. Le programme peut être mis en œuvre sous la forme d'un appareil, par exemple un produit incorporé de manière tangible dans un dispositif de stockage lisible par machine pour une exécution par un processeur programmable. Les étapes du procédé peuvent être exécutées par un processeur programmable exécutant un programme d'instructions pour exécuter des fonctions du procédé en opérant sur des données d'entrée et en générant une sortie. Le processeur peut ainsi être programmé et couplé pour recevoir des données et des instructions, pour transmettre des données et des instructions à un système de stockage de données, à au moins un dispositif d'entrée et à au moins un dispositif de sortie. Le programme d'ordinateur peut être implémenté dans un langage de programmation procédural ou orienté objet de haut niveau, ou en langage assembleur ou machine si nécessaire. Dans tous les cas, le langage peut être un langage compilé ou interprété. Le programme peut être un programme d'installation complet ou un programme de mise à jour. L'application du programme sur le système entraîne dans tous les cas des instructions pour l'exécution de la méthode.
La mémoire du système de la Fig. 5 stocke le programme d’ordinateur qui comprend les instructions de code de programme pour l’exécution du procédé d’estimation du SoH selon l’invention.
La mémoire est de plus apte à mémoriser au moins une précédente valeur connue de la capacité réelle du composant de stockage, ainsi qu’une valeur connue de la capacité réelle calculée du composant de stockage.
Dans des exemples, l’inverseur de courant est une structure électronique de pont en H qui comprenant des éléments de commutation. La Fig. 1 montre une telle structure de pont en H sur laquelle le composant de stockage est électriquement relié. Le pont en H comprend dans cet exemple quatre éléments de commutation notés A, B, C et D.
Lorsque le système d’estimation du SoH est couplé à une batterie dont on souhaite estimer le SoH, le composant de stockage d’énergie est connecté à la batterie de sorte que le courant qui traverse la batterie traverse également le composant de stockage. Dans la Fig. 1, la structure de pont en H est disposée par rapport à la batterie de telle sorte que le courant qui la traverse passe également par le composant de stockage.
Dans des exemples, le système d’estimation du SoH peut également comprendre une unité de commande des commutateurs de la structure de pont en H. L’unité de commande peut être couplée au détecteur de l’état de charge du composant de stockage de façon à ce que lorsque détecteur détecte que le composant de stockage est chargé ou déchargé, l’unité de commande en soit informée et qu’elle puisse reconfigurer les commutateurs du pont en H pour qu’ils inversent la polarité aux bornes du composant de stockage lorsque cela est nécessaire.
Dans des exemples, le détecteur de l’état de charge du composant de stockage est apte à détecter l’état de charge en fonction d’une tensionV élément aux bornes du composant de stockage. Le détecteur peut être un comparateur de tension qui est apte à recevoir une valeur de la tensionV élément aux bornes du composant de stockage. Le détecteur peut comprendre un premier comparateur de tension apte à déterminer que la tensionV élément est égale ou sensiblement égale à une première valeur qui est une valeur de tension minimaleV élement_Min . Le détecteur peut également comprendre un deuxième comparateur de tension apte à déterminer que la tensionV élément est sensiblement égale à une deuxième valeur de tension maximaleV élément _Max. Les valeurs deV élement_Min et deV élément _Maxpeuvent être stockée dans la mémoire 604, ou encore tout autre mémoire pouvant être accédée par le détecteur. Dans le cas d’une solution qui ne comprendrait que des circuits logiques, ces valeursV élement_Min etV élément _Maxpeuvent être réalisées à l’aide de composants logiques tels que des résistances, pont diviseurs, …. Sur la Fig. 1, le détecteur produit en sortie un premier signal LL (Low Level) indiquant que le composant de stockage est déchargé, et un deuxième signal UL (Upper Level) indiquant que le composant de stockage est chargé.
Dans des exemples, l’unité de commande des commutateurs comprend une bascule couplée au détecteur de l’état de charge du composant de stockage. Dans l’exemple de la Fig. 1, la bascule est une bascule Flip-Flop. La bascule est apte à recevoir au moins un premier signal et un deuxième signal provenant du détecteur de l’état de charge du composant de stockage, le premier représentant une détection que le composant de stockage est chargé et un deuxième signal du détecteur représentant une détection que le composant de stockage est déchargé. La bascule est de plus apte à maintenir un premier état de sortie suite à la réception du premier signal et un deuxième état de sortie suite à la réception du deuxième signal. En d’autres termes, la bascule produit au moins deux signaux en sortie qui dépendent du résultat de la détection. Chacun de ces au moins deux signaux permettent de maintenir un sens du courant aux bornes de l’élément de stockage. Sur la Fig. 1, le signal UL fait produire à la bascule Flip-Flop un premier signal qui permet de maintenir une polarisation du composant de stockage qui le charge. Le signal LL fait produire à la bascule Flip-Flop un deuxième signal qui permet de maintenir une polarisation du composant de stockage qui le décharge.
Dans des exemples, l’unité de commande de commutateurs peut comprendre en outre des pilotes des éléments de commutation qui sont couplés à la bascule. Les pilotes sont des éléments permettant de commander les commutateurs de l’inverseur de courant. Dans un exemple, les pilotes peuvent être aptes à recevoir le premier état de sortie et le deuxième état de sortie qui lui sont envoyés par la bascule. Les pilotes sont aptes à configurer les éléments de commutation selon une première configuration sur réception du premier état de sortie et selon une deuxième configuration sur réception du deuxième état de sortie. Sur la Fig. 1, lorsque les pilotes reçoivent le premier signal émis par la bascule, ils configurent les commutateurs pour que la structure de pont en H puisse charger l’élément de stockage, par exemple les commutateurs A et D sont fermés et les commutateurs B et C sont ouverts. Inversement, les pilotes vont configurés A et D ouverts et B et C fermés lorsque la bascule leur transmet le deuxième signal.
L’unité de gestion de l’exemple de la Fig. 1 peut recevoir des valeurs de tension aux bornes de la batterie. Elle peut également recevoir le sens du courant dans la batterie. Ainsi, dans des exemples, le système peut comprendre un détecteur du sens du courant de la batterie. L’unité de gestion peut également réaliser les étapes de calculs 410, 412 et 414 de la Fig. 3. Dans l’exemple de la FIG.2, les fonctions de détection et d’inversion du courant sont réalisées par des éléments distincts de l’unité de gestion. On comprend que l’unité de gestion peut être aptes à réaliser ces fonctions.
La Fig. 4 est un exemple de configuration d’une batterie dans laquelle N éléments électrochimiques (Cell1, Cell2,…, CellN) sont connectés en série et disposés ensemble dans une même enceinte pour former un premier module (Module1). Un élément électrochimique de la batterie peut également être appelé élément, c’est à dire une unité fonctionnelle de base, consistant en un assemblage d’électrodes, d’électrolyte, de conteneur, de bornes et généralement de séparateurs, qui est une source d’énergie électrique obtenue par transformation directe d’énergie chimique. De manière similaire, N éléments électrochimiques sont connectés en série et disposés dans une xième enceinte pour former un xième module (Modulex). Les X modules sont connectés en série pour former une batterie (Bat). Les X modules constituent une branche du circuit. Les éléments électrochimiques ne sont pas non plus nécessairement connectés en série mais peuvent aussi être connectés en parallèle. Il est également envisageable de connecter certains éléments électrochimiques entre eux en parallèle pour obtenir plusieurs associations d'éléments électrochimiques en parallèle puis de connecter ces associations d'éléments électrochimiques en série. De même, la batterie peut comprendre un nombre quelconque de modules, dans une configuration non nécessairement limitée à une connexion en série. Par exemple, la batterie peut comprendre p branches parallèles, chaque branche parallèle comprenant au moins un élément électrochimique ou au moins un module.
Chaque élément électrochimique peut être muni d'un moyen de mesure de la tension à ses bornes. De préférence, un élément électrochimique est aussi muni d'un moyen permettant de mesurer sa température de fonctionnement. Ce moyen de mesure est placé sur un point judicieusement choisi de l'élément électrochimiques afin d'avoir une représentation de sa température moyenne et/ou maximale et/ou minimale. Si la batterie comprend une pluralité d'éléments électrochimiques, chaque élément électrochimiques peut être muni d'un capteur de température mais cela rend plus complexe les circuits électroniques.
Comme précédemment discuté, il est des exemples de l’invention où le composant de stockage peut comprendre un, ou encore deux ou plus des éléments électrochimiques de la batterie. Cela veut donc dire que dans ces exemples, le composant de stockage peut être un ou plusieurs éléments électrochimiques, un ou plusieurs modules de la batterie. Le composant de stockage peut également comprendre une partie seulement d’un module, par exemple un demi-module. Toujours dans ces exemples, il peut y avoir plusieurs composants de stockage répartis dans la batterie. Cela signifie qu’il y a autant de calculs de SoH qu’il y a de composants de stockage. Les calculs du SoH sont effectués en même temps, ou bien encore l’un après l’autre. On calcul à partir de ces différents calculs de SoH une valeur globale de SoH. Par exemple, le SoH est la valeur minimale de SoH parmi toutes les valeurs de SoH minimum de tous les SoH ou par un calcul statistique le SoH global.
Le procédé d’évaluation du SoH selon l’invention s’applique à tout type d’élément électrochimique. Le procédé peut par exemple être utilisé avec des éléments électrochimiques du type ayant une courbe de tension à vide (OCV) en fonction de l’état de charge (SoC) comprenant une zone plate, la relation entre l’état de charge et la tension en circuit ouvert (OCV) pouvant être non-bijective. Il est par exemple connu de tels éléments des documents EP-A-2 144 075, EP-A-2 239 826 et EP-A-2 309 615 dans lesquels on utilise comme matériau d'électrode positive d'un élément des phosphates lithiés d'au moins un métal de transition, notamment les composés de type LiMPO4où M est choisi dans le groupe comprenant Fe, Co, Ni, Mn et un mélange de ceux-ci.
De plus, le procédé selon l’invention peut s’appliquer à tout type d’élément électrochimique, indépendamment de son format. Dans des exemples non-limitatifs, l’élément électrochimique peut se présenter sous une forme cylindrique, prismatique, de bouton, de poche (aussi connu sous le nom anglais de « pouch »). Dans un exemple, un élément électrochimique de type « pouch » comprend au moins une cellule pouvant comprendre une plaque métallique intégrant une électrode positive, une électrode négative et un séparateur. Une telle cellule résulte de l'assemblage par juxtaposition d'un ensemble de composants se présentant sous la forme de feuilles souples réunies dans une enveloppe, et formant ainsi un élément de type « pouch ».
De plus, le procédé selon l’invention peut également s’appliquer à différents types d’assemblages de batteries. Par exemple, la batterie peut comprendre un élément électrochimique, ou encore deux ou plus éléments électrochimiques, et/ou un ou plusieurs modules. Les éléments électrochimiques et/ou les modules de la batterie peuvent être montés en série et/ou en parallèle. Par exemple, une configuration de batterie peut comprendrepbranches montées en parallèle, chaque branche comprenant un ou plusieurs éléments électrochimiques et/ou modules. Chaque branche comprend un système d’estimation du SoH qui lui est propre, et le SoH de la batterie peut être par exemple une valeur globale de SoH comme discuté précédemment. Alternativement, un seul système d’estimation du SoH peut estimer le SoH de plusieurs ou bien de toutes les branches ; le système d’estimation du SoH est alors mutualisé et il peut comprendre et gérer autant d’inverseurs de courant qu’il y a de de composants de stockage, autant de détecteurs apte à déterminer que le composant de stockage est chargé ou bien déchargé qu’il y a de composants de stockage. Un seul détecteur pourrait être nécessaire pour l’ensemble des composants de stockage d’énergie. Une seule unité de calcul peut être nécessaire.

Claims (17)

  1. Procédé d'estimation de l’état de santé (SoH) d’une batterie comprenant un ou plus éléments électrochimiques, comprenant, pendant que la batterie est utilisée, les étapes consistant à :
    (i) charger au moins un composant de stockage ou bien décharger au moins un composant de stockage ;
    (ii) lorsqu’il a été déterminé que ledit au moins un composant de stockage est chargé ou bien déchargé, réaliser une opération inverse de décharge ou bien de charge ;
    (iii) pendant l’opération inverse de décharge ou bien de charge, mesurer un temps T nécessaire pour décharger ou bien charger le composant de stockage et mesurer d’un courant i(t) traversant le composant de stockage au cours du temps T ;
    (iv) calculer une capacité réelle CRealdu composant de stockage avec la formule
    CReal=
    où
    i(t) est une valeur du courant traversant le composant de stockage pendant que le temps T nécessaire pour décharger ou bien charger le composant de stockage a été mesuré ; et
    T est le temps mesuré ;
    (v) calculer l’état de santé (SoH) de la batterie à partir d’une précédente valeur connue de la capacité du composant de stockage et de la capacité réelle CRealdu composant de stockage.
  2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre, après l’étape (v), les étapes consistant à :
    - charger le composant de stockage déchargé ou bien décharger le composant de stockage chargé ;
    - détecter que la tension aux bornes composant de stockage est sensiblement égale à la tension aux bornes des autres éléments électrochimiques de la batterie ; et
    - charger ou décharger le composant de stockage de la même manière que les autres éléments électrochimiques.
  3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel charger ledit au moins élément électrochimique comprend :
    - détecter le sens du courant traversant la batterie pendant l’opération de charge ou de décharge ;
    - déterminer si le sens du courant traversant la batterie permet de charger le composant de stockage ; et
    - si le sens du courant ne permet pas de charger le composant de stockage, inverser le sens du courant traversant le composant de stockage ;
    et dans lequel décharger le composant de stockage comprend :
    - détecter le sens du courant traversant la batterie pendant l’opération de charge ou de décharge ;
    - déterminer si le sens du courant traversant la batterie permet de décharger le composant de stockage ; et
    - si le sens du courant ne permet pas de décharger le composant de stockage, inverser le sens du courant traversant le composant de stockage.
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l’inversion du courant traversant le composant de stockage comprend :
    - envoyer une commande de configuration d’éléments de commutation d’une structure électronique de pont en H aux bornes de laquelle le composant de stockage est connecté.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel déterminer que le composant de stockage est chargé comprend :
    - mesurer une tensionV élément aux bornes du composant de stockage ;
    - déterminer que le composant de stockage est chargé si la tension mesuréeV élément est sensiblement égale à une valeur de tension maximale connue ;
    et dans lequel déterminer que le composant de stockage est déchargé comprend :
    - mesurer la tensionV élément aux bornes du composant de stockage ;
    - déterminer que le composant de stockage est déchargé si la tension mesurée est sensiblement égale à une valeur de tension minimale connue.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la précédente valeur connue de la capacité du composant de stockage est calculée selon la formule de l’étape (IV) lorsque la batterie est en début de vie.
  7. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution du procédé selon l’une des revendications 1 à 6.
  8. Système d’estimation de l’état de santé (SoH) d’une batterie comprenant un ou plus élément électrochimique, comprenant :
    - un inverseur de courant aptes à être connecté aux bornes d’un composant de stockage;
    - un détecteur apte à déterminer que le composant de stockage est chargé ou bien déchargé ;
    - une unité de calcul en communication avec l’inverseur de courant, le détecteur de l’état chargé ou déchargé, l’unité de calcul étant couplée à une mémoire qui stocke un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  9. Système selon la revendication 8, dans lequel le détecteur comprend :
    - une interface pour acquérir une valeur d’une tensionV élément aux bornes du composant de stockage ;
    - un premier comparateur de tension apte à déterminer que la tensionV élement est sensiblement égale à une valeur de tension minimaleV élement_Min stockée dans la mémoire ;
    - un deuxième comparateur de tension apte à déterminer que la tensionV élément est sensiblement égale à une valeur de tension maximaleV élement_Max stockée dans la mémoire.
  10. Système selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel l’inverseur de courant est une structure électronique de pont en H comprenant des éléments de commutation.
  11. Système selon la revendication 10, dans lequel l’inverseur de courant comprend en outre une unité de commande des éléments de commutation, l’unité de commande étant couplée au détecteur de l’état chargé ou déchargé.
  12. Système selon la revendication 11, dans lequel l’unité de commande des éléments de commutation comprend :
    - une bascule couplée au détecteur, la bascule étant apte à :
    -- recevoir au moins un premier signal et un deuxième signal provenant du détecteur, le premier signal du détecteur représentant l’information que ledit au moins un élément électrochimique est chargé et le deuxième signal du détecteur représentant l’information que ledit au moins un élément électrochimique est déchargé ;
    -- maintenir un premier état de sortie suite à la réception du premier signal et maintenir un deuxième état de sortie suite à la réception du deuxième signal ;
    - des pilotes des éléments de commutation, les pilotes étant couplés à la bascule et aptes à :
    -- recevoir le premier état de sortie et le deuxième état de sortie ;
    -- configurer les éléments de commutation selon une première configuration sur réception du premier état de sortie et selon une deuxième configuration sur réception du deuxième état de sortie.
  13. 13. Ensemble comprenant :
    - le système de mesure du SoH selon l’une des revendications 8 à 12 ;
    - une batterie comprenant un ou plusieurs éléments électrochimiques couplée avec le système de mesure du SoH.
  14. Ensemble selon la revendication 13, dans lequel la batterie comprend deux ou plus éléments électrochimiques et dans lequel le composant de stockage est un ou plusieurs éléments électrochimiques de la batterie.
  15. Ensemble selon la revendication 14, dans lequel la batterie comprend deux ou plus branches, chaque branche comprenant un ou plusieurs éléments électrochimiques.
  16. Ensemble selon la revendication 15, dans lequel les deux ou plus branches de la batterie sont montées en parallèle et dans lequel chaque branche est couplée avec le système de mesure du SoH.
  17. Ensemble selon la revendication 14 ou 15, dans lequel le couplage du système de mesure du SoH avec la batterie est réalisé de telle sorte que le courant traversant le composant de stockage est celui traversant la batterie.
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