WO2017050945A1 - Method for estimating an indicator of the state of health of a lithium battery and associated estimating device - Google Patents

Method for estimating an indicator of the state of health of a lithium battery and associated estimating device Download PDF

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WO2017050945A1
WO2017050945A1 PCT/EP2016/072628 EP2016072628W WO2017050945A1 WO 2017050945 A1 WO2017050945 A1 WO 2017050945A1 EP 2016072628 W EP2016072628 W EP 2016072628W WO 2017050945 A1 WO2017050945 A1 WO 2017050945A1
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WO
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battery
phase
asoc
state
soh
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Application number
PCT/EP2016/072628
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French (fr)
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Akram EDDAHECH
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health

Definitions

  • the invention relates to a method for estimating a health status indicator of a lithium battery, in particular a lithium-ion battery, and an associated estimation device.
  • Lithium batteries or accumulators in particular lithium-ion, lithium-ion-polymer or lithium-metal-polymer batteries, are widely used in the automotive field for the supply of electric or hybrid motor vehicles and in the field of electronics nomadic. As they age, the performance of these batteries deteriorates, which results in a decrease in their capacity and an increase in their resistance. This results in a loss of battery life and a decrease in its life. Aging occurs over time, even if the battery is left at rest.
  • the state of health of a battery is generally represented by an indicator called "SOH" (of the "State of Health") expressed in percentage, a new battery having a SOH of 100%.
  • SOH state of health of a battery
  • the monitoring of the SOH of a battery over time makes it possible to optimize the use of the battery and to guard against possible malfunctions. From a certain SOH, for example 80%, we can decide to replace the battery with a new battery to avoid any malfunction and possibly change the battery partially used frame of use for use in a second different application of its first application.
  • a battery can be used, as a first application, to power an electric or hybrid vehicle and then be used, as a second application, to power auxiliaries for power plants or substations or substations for electricity networks.
  • Other examples of second-life uses are presented in the document "Study of the second life of batteries of electric and plug-in hybrid vehicles" report ADEME, 201 1.
  • a first standard method for estimating the SOH of a battery is to perform a full charge of the battery and then a complete discharge while measuring the amount of ampere-hours discharged to obtain the capacity of the battery. Such a method is time consuming. In addition, it is difficult to implement during normal use of the battery, during the life of it. It is more of a diagnostic or maintenance method than a monitoring method.
  • a second known method for estimating the SOH of a battery uses electrochemical impedance spectroscopy. This requires taking the battery out of its operating environment and having appropriate instrumentation and means for monitoring parameters of an impedance model. Such a method is complex to implement and expensive. It does not know the capacity of the battery. In addition, it can not be embedded in a battery control system or BMS (Battery Management System).
  • BMS Battery Management System
  • the present invention improves the situation. Object of the invention
  • the method for estimating a health status indicator of a lithium battery is based on the use of a thermal signature of the battery during a charging or discharging phase at a given speed.
  • thermal signature is meant to designate a curve for the evolution of the temperature of the battery as a function of its state of charge, for example during a charge of the battery at a given speed (that is to say with a pre-defined charging current and / or charging voltage).
  • This thermal evolution curve has a particular shape which constitutes a thermal signature of the battery.
  • the process of the invention exploits this modification of the thermal signature of the battery to estimate its state of health.
  • the method according to the invention estimates the state of health of the battery by relying on the determination of a characteristic duration of the thermal signature of the charge or discharge phase at the beginning of life and in the course of battery life.
  • ASOC (t 0 ) is equal to 100.
  • ⁇ , t 0 representing a start time of
  • said characteristic later instant of the phase CC is the end time of the charging phase CC and in that the first calculation step calculates a characteristic duration dt between the start time t of said temperature increase phase from a state of charge close to 30% and the end time of the charging phase CC, and the second calculation step calculates an estimate of the state of charge indicator. battery health through the relationship or
  • the estimation of the state of health of the battery is based on the determination of the duration dt between the start time t of the thermal increase phase from a SOC close to 30% and the end time of the DC charging phase.
  • the estimation of the state of health of the battery is based on the determination of the duration d 2 (t) between the start time t of the beginning of the thermal increase phase from a SOC close to 30% and a subsequent transition time between a phase of thermal reduction and a terminal phase of thermal increase (at the end of the charging phase CC).
  • the health status indicator estimated for the time being t is obtained either by the estimate SOH-i (t), or by the estimate SOH 2 (t), according to whether said health status indicator is respectively less than or greater than or equal to a predefined threshold, said threshold being between 70% and 90%, in particular equal to 80%.
  • the estimate of the state of health of the battery is based on the duration d 2 (t) when the state of health is between 100% and the threshold (for example 80%), and over the duration (d) when the state of health is below the threshold.
  • the duration used depending on whether the state of health of the battery is above or below the set threshold provides a reliable indication of the state of health of the battery.
  • the health status indicator is first estimated for the time t by the calculation of SOH-i (t), it is checked whether the first estimate SOH-i (t) of the health status indicator is greater than or equal to a predefined threshold, between 70% and 90%, in particular equal to 80%, then the health status indicator is estimated by the calculation of SOH 2 (t) if SOH-i (t) is greater than or equal to the predefined threshold.
  • a predefined threshold between 70% and 90%, in particular equal to 80%
  • an initial calibration operation implemented at the beginning of the battery life, comprising, during a constant-current DC charging phase, a step of detecting a phase of increasing the temperature of the battery. battery from a state of charge close to 30%, in particular between 20% and 40%, a step of calculating a first characteristic duration d ⁇ to) between the time t 0 of the beginning of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and the end time of the DC charging phase, and the total dc duration of the DC charging phase at the beginning of battery life.
  • the initial calibration operation comprises a step of calculating a second characteristic duration d 2 (t 0 ) between the start time t 0 of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and a moment of transition between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of temperature increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase of increase the temperature at the end of the DC charging phase.
  • the estimate of the health status indicator of the battery at a time t is implemented by a control system or BMS of the battery.
  • the estimation method of the invention can thus be performed during normal use of the battery, connected to a load such as an electric battery of an electric or hybrid motor vehicle or a nomadic device.
  • the DC charging phase is followed by a constant voltage CV charging phase, the battery being charged in CC / CV mode.
  • the invention also relates to a device for estimating a health status indicator of a lithium battery characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a given speed, characterized in that 'He understands :
  • a first module for calculating a characteristic duration d (t) between a first characteristic instant t of a charge phase, or a discharge phase, of the battery at a given speed;
  • the estimation device calculates the probability that the battery has a predetermined value.
  • - includes a detection module, during a phase of constant current DC charging of the battery, a phase of increasing the temperature of the battery from a state of charge of the battery close to 30%, included between 20% and 40%,
  • the first calculation module is arranged to calculate at least one characteristic duration d (t) between the start time t of said phase temperature increase and a subsequent characteristic time of the charging phase CC
  • o ASOC (t) is equal to 100.-, d cc representing the total duration of
  • t 0 representing a moment of
  • the device of the invention may comprise all or part of the following additional features:
  • the first calculation module is arranged to calculate a characteristic duration dt between the start time t of said temperature increase phase from a state of charge close to 30% and the end time of the DC charging phase
  • the first calculation module is designed to calculate a characteristic duration d 2 (t) between the start time t of said temperature increase phase from a charge state close to 30% and a transition moment between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase of increasing the temperature at the end of the charging phase CC
  • ASOC 2 (t 0 ) 100. - £ 2 d 2 (t 0 ) having a predetermined value
  • the second calculation module is arranged to estimate the state of health of the battery for the time t either by the estimate SOH-i (t), or by the estimate SOH 2 (t), according to whether said indicator state of health is respectively less than or greater than or equal to a predefined threshold, said threshold being between 70% and 90%, in particular equal to 80%,
  • the first calculation module is arranged to implement an initial calibration operation during which, during a constant-current DC charging phase at the beginning of battery life, said first calculation module detects an increase phase of the temperature of the battery from a state of charge close to 30%, in particular between 20% and 40%, and then calculates a first characteristic duration d 'to) between the time t 0 of the beginning of said phase of increasing temperature from a state of charge close to 30% and the end time of the charging phase CC, and the total duration dc of the charging phase CC;
  • the first calculation module is arranged to calculate a second characteristic duration d 2 (t 0 ) between the start time t 0 of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and a moment of transition between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of temperature increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase of increase of the temperature at the end of the charging phase CC.
  • the invention also relates to a control system of a lithium battery, characterized in that it integrates the estimation device as defined above.
  • the invention also relates to an electric or hybrid motor vehicle, comprising a lithium battery and a battery control system as just defined.
  • the invention also relates to a nomadic device, comprising a lithium battery and a battery control system as just defined.
  • FIG. 1 shows a temperature evolution curve of a lithium battery according to its state of charge during a charge of the battery, the battery having a SOH (state of health) of 100%;
  • FIG. 2 represents different evolution curves of the temperature of the battery of FIG. 1 as a function of its state of charge during a charge of the battery, for different SOHs of the battery;
  • FIG. 3 represents a flowchart of the method for estimating a health status indicator of the battery according to one particular embodiment of the invention
  • FIG. 4 represents a functional block diagram of the device for estimating a health status indicator of the battery according to one particular embodiment of the invention
  • FIG. 5 represents three SOH evolution curves of a lithium battery of a given type respectively obtained by a standard measurement method and by two estimation methods according to two particular embodiments of the invention.
  • the method of the invention aims at estimating a representative parameter or an indicator of the state of health of a lithium battery 1, in this case the "SOH" (of the English “State Of Health”).
  • SOH of the English “State Of Health”
  • the SOH of a battery is expressed as a percentage. It is 100% when the battery is new and decreases as the battery gets older.
  • the battery 1 is intended to electrically power a load 2.
  • charge is meant an element intended to consume the electrical energy supplied by the battery 1.
  • the load 2 is for example an electric motor of an electric or hybrid motor vehicle or a nomadic device (mobile phone, tablet, or other).
  • the method is here implemented during normal use of the battery, that is to say while the battery 1 is connected to the load 2 for the purpose of supplying electrical energy.
  • a BMS 3 Battery Management System
  • the BMS 3 includes a device 4 for estimating the SOH of the battery 1, intended to implement the SOH estimation method of the battery 1 according to a particular embodiment of the invention.
  • the method includes an initial EO calibration operation. It is implemented at the beginning of the life of the battery 1, that is to say when the state of health SOH of the battery 1 is equal to or substantially equal to 100%, advantageously greater than or equal to 98%. It is advantageously implemented when the temperature of the battery is at a reference temperature T ref , here equal to 25 ° C. This reference temperature could have another value, preferably less than 50 ° C.
  • the calibration includes a first step E00 of detecting a charge of the battery 1 from a zero charge state (i.e., a SOC of 0%) to a full charge state (this is ie a 100% SOC).
  • the charging of the battery 1 is carried out here in a known manner in the CC / CV mode: it comprises a constant current charging DC (constant current) charging phase followed by a charging phase CV ( Constant Voltage) of constant voltage charging.
  • the charging current Icc during the phase CC is here equal to the speed current 1 C of the battery 1.
  • the charging regime could be between C / 3 and 1 C.
  • the end of charging current Icv during the CV phase is much lower, for example equal to 1cc / 20.
  • This charging step may for example be the first charge of the battery 1 at the beginning of its life.
  • the "current 1 C” is the current used to discharge the rated capacity Q of the battery in 1 hour.
  • the “xC regime” is the current that the battery would provide in a 1 / x hour (s) number. It is equal to the product of x and Q, ie x.Q and is expressed in A (amperes). Take the example of a battery having a nominal capacity Q equal to 5Ah.
  • a thermal sensor measures the temperature T_BAT of the battery 1.
  • the BMS 3 measures the SOC, that is to say the state of charge of the battery 1.
  • Measured data T_BAT and SOC at different Measurement instants are provided to the estimation device 4. They make it possible to obtain the evolution of the temperature of the battery 1 according to its SOC during a complete charge, which can be represented in the form of a curve.
  • the evolution curve of the temperature T_BAT of the battery 1 as a function of the SOC has a particular shape, as represented by way of illustrative example in FIG. 1 for the battery 1 to SOH of 100%.
  • the temperature of the battery changes during the charging and discharging phases, more generally during its use, in particular because of, for example, intrinsic chemical phenomena forming variable sources of heat within the battery.
  • This temperature of the battery is measured by at least one sensor positioned within its structure, or even on a surface of its structure.
  • the ambient temperature of the environment of the battery is generally substantially constant during a charge or discharge phase of the battery, for example equal to the reference temperature. It usually differs from the temperature of the battery.
  • FIG. 2 shows different thermal signatures (that is, temperature evolution curves as a function of the SOC) relative to different health states or SOHs of the battery 1: SOH 100% (curve C 0 ), SOH 96.7% (curve d), SOH 89.7% (curve C 2 ), SOH 76.6% (curve C 3 ).
  • the present invention exploits these modifications to determine the state of health SOH of the battery 1 at any time during life.
  • the method then comprises a step E02 for detecting the following elements in the thermal signature of the battery 1 to 100% SOH (in other words in the data of evolution of the temperature of the battery according to its SOC): a first phase ⁇ of increasing the temperature from a state of charge close to 30%, here between 20% and 40%,
  • the state of health SOH of the battery is estimated by the implementation of the process steps, according to a particular particular embodiment of the invention, which will now be described with reference to the figure 3.
  • the method comprises a step E1 of detecting a charging of the battery 1 from a state of charge or SOC (initial state of charge) lower than a predefined value.
  • This initial state of charge is strictly less than 30%, advantageously less than 20%, advantageously still equal to or substantially equal to 0%.
  • the charge detected here is a charge made during normal use of the battery, connected to the load 2. In Alternatively, it could be a charge specifically ordered to estimate the state of health of the battery 1.
  • step E4 charging of the battery 1 is detected at a battery temperature close to the reference temperature T ref , here equal to 25 ° C.
  • close to the reference temperature is meant that the temperature of the battery 1 is equal to the reference temperature ⁇ 2 ° C.
  • a measurement step E2 is initiated for measuring the temperature T_BAT of the battery 1.
  • the thermal sensor measures the temperature of the battery 1.
  • the BMS 3 estimates and indicates the state of charge of the battery 1 at different times of measurement.
  • the measured data can be represented on the form of an evolution curve of the temperature T_BAT of the battery 1 as a function of its state of charge SOC, as represented in FIG. 2.
  • the method then comprises a step E3 of detecting the a phase of increasing the temperature from a state of charge close to 30%, in this case between 20% and 40%, from the measured temperature evolution data as a function of the SOC of the battery 1.
  • the method then comprises a first step E4 of calculating a first characteristic duration dt between the start time t of the detected temperature increase phase ⁇ and a subsequent characteristic time of the phase CC, in this case the end time of the DC charging phase.
  • the method then comprises a test step E6 intended to verify whether the first estimate SOH-i (t) of the state of health of the battery 1 is greater than or equal to a predefined threshold here equal at 80%.
  • This threshold could be between 70% and 90%.
  • step E5 If the state of health SOH-i (t) estimated in step E5 is greater than or equal to 80%, then the method makes a second estimate of the state of health of the battery 1 by the implementation of the steps E7 to E9 described below.
  • step E7 a transition time is detected between, on the one hand, a phase ⁇ 2 for decreasing the temperature of the battery 1, according to the phase ⁇ of increasing the temperature from a state charge close to 30%, and, secondly, a terminal phase ⁇ 3 of temperature increase at the end of phase CC.
  • a characteristic duration d 2 (t) is calculated between the start time t of the temperature increase phase and the transition time between the phase (p 2 of temperature decrease). of the battery 1 and the terminal phase ⁇ 3 of increasing the temperature of the battery 1.
  • the method comprises a step E10 for indicating the state of health SOH (t) estimated at time t.
  • a step E10 for indicating the state of health SOH (t) estimated at time t.
  • the state of health indicated SOH (t) is equal to the second estimate of the state of health, ie SOH 2 t).
  • the state of health indicated SOH (t) is equal to the first estimate of the state of health, ie SOH ⁇ t).
  • the estimation of the SOH of the battery 1 is based on the characteristic duration d 2 t) for a state of health of the battery 1 greater than or equal to 80%, and on the characteristic duration d t for a state of 1 battery health less than 80%.
  • FIG. 5 different SOH evolution curves are represented as a function of the number of charging and discharging cycles of the battery.
  • the reference curve SOH ref is obtained by a standard method for measuring the SOH, in this case by measuring the capacity discharged after a complete charge.
  • the SOHi curve is obtained by a particular embodiment of the estimation method of the invention, in which the state of health of the battery is estimated by the relation (1) regardless of the value of the SOH and is therefore only based on the characteristic duration d ⁇ i).
  • the curve SOH 2 is obtained by a particular embodiment of the estimation method of the invention, in which the state of health of the battery is estimated by the relation (1) or by the relation (2) depending on whether the state of health of the battery is lower or greater than or equal to a predefined threshold (for example 80%) as described with reference to FIG. 3. It can be seen that the curves SOH- ⁇ and SOH 2 obtained are very close to the reference curve SOH ref .
  • the SOH 2 curve is the best fit to the SOH reference curve ref .
  • ASOC (t 0 ) is equal to 100.
  • ⁇ , t 0 representing a start time of
  • the device 4 for estimating a health status indicator SOH of the battery 1 comprises:
  • a second module 44 for calculating at least one estimate of the state of health SOH of the battery for a given instant t; a module 45 for indicating the estimated state of health of the battery for a moment t.
  • the module 41 is intended to receive temperature data of the battery 1 measured by a thermal sensor of the battery 1 (not shown) and charge state data of the battery 1 measured by the BMS 3.
  • the detection module 42 is here intended to detect the following phases:
  • the module 42 is intended to implement the method steps E02, E3 and E7 as previously described.
  • the first calculation module 43 is intended to calculate one or more characteristic times of the charging phase CC. In the embodiment described herein, it is intended to calculate the following characteristic times:
  • the instant t may be a time t 0 of the beginning of life of the battery or a later moment t during the life of the battery.
  • the module 43 is intended to implement the method steps E03, E4 and E8 previously described.
  • the second calculation module 44 is intended to estimate the state of health SOH of the battery at any time t (at the beginning of life or during the life of the battery). In the embodiment described herein, it is arranged to calculate a first estimate of SOH-i (t) on the basis of the duration d i), using the relation (1), and a second estimate of SOH 2 (t) on the basis of the duration d 2 t), using relation (2). In addition, the calculation module 44 is intended to verify whether the first estimate SOH-i (t) of the state of health of the battery 1 is greater than or equal to a predefined threshold here equal to 80%. If the test is positive (SOH-i (t)> 80%), then the calculation module 44 is intended to calculate the second estimate SOH 2 (t). The module 44 is adapted to implement the steps E5 to E9 previously described.
  • the module 45 is intended to indicate the estimated state of health SOH (t) for the moment t which is equal to either the first estimate SOH-i (t), or to the second estimate SOH 2 (t), depending on whether the estimated health status is greater than or equal to or less than the predefined threshold (here equal to 80%). It is intended to implement step E10.
  • the estimation device 4 is integrated in a system 3 for controlling the battery 1, or BMS. The invention therefore also relates to the control system 3 integrating the estimation device 4.
  • the invention also relates to an electric or hybrid motor vehicle, comprising the lithium battery 1 and the battery control system 3.
  • the invention also relates to a nomadic device, comprising the lithium battery 1 and the system 3 for monitoring the battery.
  • the estimation of the SOH health status indicator of the battery is carried out during a charging phase which includes a front of thermal increase of the battery from a SOC close to 30%.
  • the estimation of the SOH indicator could be carried out during a charging or discharging phase at a given speed (that is to say with a predefined charge or discharge current).
  • the invention relates to a method for estimating a health status indicator SOH of a lithium battery 1 characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a steady state.
  • ⁇ , d tot represents the total duration of the
  • ASOC (t 0 ) is equal to 100.
  • t 0 represents a start time of
  • the charging or discharging current has predefined characteristics.
  • it is constant and equal to a given value. It can however be variable and have a given average value or within a given range of values.
  • the charging regime is preferably between C / 3 and 1 C.
  • Charging is generally at a constant current but it is possible to envisage charging with a non-constant current.
  • the discharge is preferably at constant current, between C / 3 and 1 C, or with a non-current profile. constant but having a low average value, between C / 3 and 1 C (the “regime" of the battery being characterized by this average value of discharge current).
  • the device for estimating a health status indicator SOH of a lithium battery characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a given rate comprises:
  • a first module for calculating a characteristic duration d (t) between a first characteristic instant t of a charge phase, or a discharge phase, of the battery at a given speed;
  • ⁇ , d tot representing the total duration

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Abstract

The battery being characterised by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery in a given regime, the estimating method comprises, during a phase of charging, or discharging, of the battery in the given regime, a first step of the thermal signature between a first characteristic instant t of the charging, or discharging, phase and a second subsequent characteristic instant of the charging, or discharging, phase and a second step of calculating an estimation of the indicator of the state of health of the battery using the relationship SOH(t) = 100 - (ΔSOC(t0) - ΔSOC(t)), where - ΔSOC(t) is equal to Formula (I), d tot representing the total duration of the charging, or discharging, phase at the start of the life of the battery, and - ΔSOC(t0) is equal to Formula (II), t 0 representing the time at which the life of the battery starts and d(t 0 ) having a preset value.

Description

Titre : Procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé d'une batterie lithium et dispositif d'estimation associé  Title: Method for estimating a health status indicator of a lithium battery and associated estimation device
Domaine technique de l'invention Technical field of the invention
L'invention concerne un procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé d'une batterie lithium, notamment d'une batterie lithium-ion, et d'un dispositif d'estimation associé. État de la technique The invention relates to a method for estimating a health status indicator of a lithium battery, in particular a lithium-ion battery, and an associated estimation device. State of the art
Les batteries ou accumulateurs lithium, notamment les batteries lithium- ion, lithium-ion-polymère ou lithium-métal-polymère, sont largement utilisées dans le domaine automobile pour l'alimentation des véhicules automobiles électriques ou hybrides et dans le domaine de l'électronique nomade. En vieillissant, les performances de ces batteries se dégradent, ce qui se traduit par une baisse de leur capacité et par une augmentation de leur résistance. Il en résulte une perte d'autonomie de la batterie et une baisse de sa durée de vie. Le vieillissement se produit au cours du temps, même si la batterie est laissée au repos. Lithium batteries or accumulators, in particular lithium-ion, lithium-ion-polymer or lithium-metal-polymer batteries, are widely used in the automotive field for the supply of electric or hybrid motor vehicles and in the field of electronics nomadic. As they age, the performance of these batteries deteriorates, which results in a decrease in their capacity and an increase in their resistance. This results in a loss of battery life and a decrease in its life. Aging occurs over time, even if the battery is left at rest.
L'état de santé d'une batterie est généralement représenté par un indicateur appelé « SOH » (de l'anglais « State Of Health ») exprimé en pourcentage, une batterie neuve ayant un SOH de 100%. Le suivi du SOH d'une batterie au cours du temps permet d'optimiser l'utilisation de la batterie et de se prémunir d'éventuels dysfonctionnements. A partir d'un certain SOH, par exemple 80%, on peut décider de remplacer la batterie par une batterie neuve pour éviter tout dysfonctionnement et éventuellement changer la batterie partiellement usagée de cadre d'utilisation afin de l'utiliser dans une seconde application différente de sa première application. Par exemple, une batterie peut être utilisée, en première application, pour alimenter un véhicule électrique ou hybride puis être exploitée, en deuxième application, pour alimenter des auxiliaires de centrales électriques ou de stations ou sous-stations de réseaux électriques. D'autres exemples d'usages de seconde vie sont présentés dans le document « Etude de la seconde vie des batteries des véhicules électriques et hybrides rechargeables » rapport ADEME, 201 1 . The state of health of a battery is generally represented by an indicator called "SOH" (of the "State of Health") expressed in percentage, a new battery having a SOH of 100%. The monitoring of the SOH of a battery over time makes it possible to optimize the use of the battery and to guard against possible malfunctions. From a certain SOH, for example 80%, we can decide to replace the battery with a new battery to avoid any malfunction and possibly change the battery partially used frame of use for use in a second different application of its first application. For example, a battery can be used, as a first application, to power an electric or hybrid vehicle and then be used, as a second application, to power auxiliaries for power plants or substations or substations for electricity networks. Other examples of second-life uses are presented in the document "Study of the second life of batteries of electric and plug-in hybrid vehicles" report ADEME, 201 1.
Une première méthode standard pour estimer le SOH d'une batterie consiste à réaliser une charge complète de la batterie puis une décharge complète tout en mesurant la quantité d'ampères-heures déchargée afin d'obtenir la capacité de la batterie. Une telle méthode est consommatrice en temps. En outre, elle est difficile à mettre en œuvre durant une utilisation normale de la batterie, au cours de la vie de celle-ci. Elle constitue davantage une méthode de diagnostic ou de maintenance qu'une méthode de suivi. A first standard method for estimating the SOH of a battery is to perform a full charge of the battery and then a complete discharge while measuring the amount of ampere-hours discharged to obtain the capacity of the battery. Such a method is time consuming. In addition, it is difficult to implement during normal use of the battery, during the life of it. It is more of a diagnostic or maintenance method than a monitoring method.
Une deuxième méthode connue pour estimer le SOH d'une batterie utilise la spectroscopie d'impédance électrochimique. Cela nécessite de sortir la batterie de son cadre d'utilisation et de disposer d'une instrumentation adaptée et de moyens de suivi de paramètres d'un modèle d'impédance. Une telle méthode est complexe à mettre en œuvre et coûteuse. Elle ne permet pas de connaître la capacité de la batterie. De surcroît, elle ne peut pas être embarquée au sein d'un système de contrôle de la batterie ou BMS (de l'anglais « Battery Management System »). A second known method for estimating the SOH of a battery uses electrochemical impedance spectroscopy. This requires taking the battery out of its operating environment and having appropriate instrumentation and means for monitoring parameters of an impedance model. Such a method is complex to implement and expensive. It does not know the capacity of the battery. In addition, it can not be embedded in a battery control system or BMS (Battery Management System).
D'autres méthodes connues pour estimer le SOH d'une batterie s'appuient sur des techniques d'intelligence artificielle telles que les réseaux de neurones ou la logique floue, ou sur l'identification de paramètres d'un modèle, par exemple par filtrage de Kalman. Ces méthodes utilisent des algorithmes complexes qui nécessitent d'importantes ressources de traitement et de calcul. Other known methods for estimating the SOH of a battery are based on artificial intelligence techniques such as neural networks or fuzzy logic, or on the identification of parameters of a model, for example by filtering of Kalman. These methods use complex algorithms that require large processing and computation resources.
La présente invention vient améliorer la situation. Objet de l'invention The present invention improves the situation. Object of the invention
A cet effet, l'invention concerne un procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé d'une batterie lithium caractérisée par une signature thermique relative à une charge, ou une décharge, de la batterie à un régime donné, caractérisé en ce qu'il comprend, durant une phase charge, ou de décharge, de la batterie au régime donné, une première étape de calcul d'une durée caractéristique d(t) entre un premier instant caractéristique t de la phase de charge, ou de décharge, et un deuxième instant ultérieur caractéristique de la phase de charge, ou de décharge, et une deuxième étape de calcul d'une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOH(t) =To this end, the invention relates to a method for estimating a health status indicator of a lithium battery characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a given speed, characterized in that it comprises, during a charging phase, or discharging phase, the battery at the given rate, a first step of calculating a characteristic duration d (t) between a first characteristic instant t of the charging phase, or for discharging, and a second subsequent characteristic time of the charging or discharging phase, and a second step of calculating an estimate of the health status indicator of the battery by the relation SOH (t) =
100 - (AS0C(t„) - ASOCÇt)), OÙ 100 - (AS0C (t ") - ASOCÇt)), WHERE
- ASOC(t) est égal à 100. ^, dtot représentant la durée totale de la - ASOC (t) is equal to 100. ^, d tot represents the total duration of the
"tôt  "early
phase de charge, ou de décharge, en début de vie de la batterie, - ASOC(t0) est égal à 100. , t0 représentant un instant de début charging phase, or discharge, at the beginning of the battery life, - ASOC (t 0 ) is equal to 100., t 0 representing a start time
"tôt  "early
de vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. of battery life and d (t 0 ) having a predetermined value.
Le procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé d'une batterie lithium repose sur l'exploitation d'une signature thermique de la batterie lors d'une phase de charge ou de décharge à une régime donné. Par « signature thermique » on entend désigner une courbe d'évolution de la température de la batterie en fonction de son état de charge, par exemple au cours d'une charge de la batterie à un régime donné (c'est-à-dire avec un courant de charge et/ou une tension de charge prédéfinis). Cette courbe d'évolution thermique présente une forme particulière qui constitue une signature thermique de la batterie. Le vieillissement d'une batterie lithium, notamment d'une batterie lithium-ion, se traduit par une réduction, voire une suppression, d'étages d'insertion des ions lithium au sein des électrodes. Cela a pour conséquence de modifier le comportement thermique de la batterie et d'induire un changement de son coefficient d'entropie. Il en résulte une modification progressive de la signature thermique de la batterie, au cours de son vieillissement. Le procédé de l'invention exploite cette modification de la signature thermique de la batterie pour estimer son état de santé. En particulier, le procédé selon l'invention estime l'état de santé de la batterie en s'appuyant sur la détermination d'une durée caractéristique de la signature thermique de la phase de charge ou de décharge en début de vie et en cours de vie de la batterie. The method for estimating a health status indicator of a lithium battery is based on the use of a thermal signature of the battery during a charging or discharging phase at a given speed. By "thermal signature" is meant to designate a curve for the evolution of the temperature of the battery as a function of its state of charge, for example during a charge of the battery at a given speed (that is to say with a pre-defined charging current and / or charging voltage). This thermal evolution curve has a particular shape which constitutes a thermal signature of the battery. The aging of a lithium battery, in particular a lithium-ion battery, results in a reduction, or even a suppression, of lithium ion insertion stages within the electrodes. This has the consequence of modifying the thermal behavior of the battery and inducing a change in its entropy coefficient. This results in a gradual change in the thermal signature of the battery, during its aging. The process of the invention exploits this modification of the thermal signature of the battery to estimate its state of health. In particular, the method according to the invention estimates the state of health of the battery by relying on the determination of a characteristic duration of the thermal signature of the charge or discharge phase at the beginning of life and in the course of battery life.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comprend, durant une phase de charge CC à courant constant, une étape de détection d'une phase d'augmentation de la température de la batterie à partir d'un état de charge proche de 30%, compris entre 20% et 40%, et en ce que, lors de la première étape de calcul, on calcule au moins la durée caractéristique d(t) entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant ultérieur caractéristique de la phase de charge CC, et, durant la deuxième étape de calcul, on estime l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation S0H t = 100 - (AS0C(to) - SOC t)), oùIn a particular embodiment, the method comprises, during a constant-current DC charging phase, a step of detecting a phase of increasing the temperature of the battery from a state of charge close to 30% between 20% and 40%, and that, during the first calculation step, at least the characteristic duration d (t) is calculated between the start time t of said temperature increase phase from a state of charge close to 30% and a characteristic later moment of the charging phase CC, and during the second calculation step, the health status indicator of the battery is estimated by the relation S0H t = 100 - (AS0C (t o ) - SOC t)), where
- SOCÇt) est égal à 100.^, dcc représentant la durée totale de la phase de charge CC en début de vie de la batterie, - SOCÇt) is equal to 100. ^, d cc representing the total duration of the DC charging phase at the beginning of the battery life,
- ASOC(t0) est égal à 100.^^ , t0 représentant un instant de début de ASOC (t 0 ) is equal to 100. ^^, t 0 representing a start time of
"ce  "this
vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. battery life and d (t 0 ) having a predetermined value.
Dans un premier mode de réalisation, ledit instant ultérieur caractéristique de la phase CC est l'instant de fin de la phase de charge CC et en ce que la première étape de calcul calcule une durée caractéristique d^t entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et la deuxième étape de calcul calcule une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation
Figure imgf000006_0001
oùIn a first embodiment, said characteristic later instant of the phase CC is the end time of the charging phase CC and in that the first calculation step calculates a characteristic duration dt between the start time t of said temperature increase phase from a state of charge close to 30% and the end time of the charging phase CC, and the second calculation step calculates an estimate of the state of charge indicator. battery health through the relationship
Figure imgf000006_0001
or
ASOC^t) = 100.— et ASOC^to) = 100. ^(to) ayant une valeur dec dcc ASOC ^ t) = 100.- and ASOC ^ to) = 100. ^ (to) having a dec dec value
prédéterminée. Dans ce cas, l'estimation de l'état de santé de la batterie s'appuie sur la détermination de la durée d^t entre l'instant t de début de la phase d'augmentation thermique à partir d'un SOC proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC. predetermined. In this case, the estimation of the state of health of the battery is based on the determination of the duration dt between the start time t of the thermal increase phase from a SOC close to 30% and the end time of the DC charging phase.
Dans un deuxième mode de réalisation, ledit instant ultérieur caractéristique de la phase CC est un instant de transition entre une phase de diminution de la température de la batterie, suivant ladite phase d'augmentation à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale d'augmentation de la température en fin de phase CC, et en ce que la première étape de calcul calcule une durée caractéristique d2 (t) entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température et ledit instant de transition, et la deuxième étape de calcul calcule une estimation de l'indicateur d'état de charge de la batterie par la relation SOH2{t) = 100 - (ASOC2(t0) - SOC2 t ), où ASOC2 (t) = 100.^ et ASOC2 (t0) = 100. d2 (t„) ayant une valeur prédéterminée. In a second embodiment, said characteristic second instant of the phase CC is a moment of transition between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of increase from a state of charge close to 30% , and a terminal phase of increasing the temperature at the end of the phase CC, and in that the first calculation step calculates a characteristic duration d 2 (t) between the start time t of said temperature increase phase and said transition time, and the second calculation step calculates an estimate of the state of charge indicator of the battery by the relation SOH 2 (t) = 100 - (ASOC 2 (t 0 ) - SOC 2 t) , where ASOC 2 (t) = 100. ^ and ASOC 2 (t 0 ) = 100. d 2 (t ") having a predetermined value.
Dans ce cas, l'estimation de l'état de santé de la batterie s'appuie sur la détermination de la durée d2 (t) entre l'instant t de début de la phase d'augmentation thermique à partir d'un SOC proche de 30% et un instant ultérieur de transition entre une phase de diminution thermique et une phase terminale d'augmentation thermique (en fin de phase de charge CC). In this case, the estimation of the state of health of the battery is based on the determination of the duration d 2 (t) between the start time t of the beginning of the thermal increase phase from a SOC close to 30% and a subsequent transition time between a phase of thermal reduction and a terminal phase of thermal increase (at the end of the charging phase CC).
Avantageusement, l'indicateur d'état de santé estimé pour l'instant t est obtenu soit par l'estimation SOH-i (t), soit par l'estimation SOH2(t), selon que ledit indicateur d'état de santé est respectivement soit inférieur soit supérieur ou égal à un seuil prédéfini, ledit seuil étant compris entre 70% et 90%, notamment égal à 80%. Ainsi, l'estimation de l'état de santé de la batterie est basée sur la durée d2 (t) lorsque l'état de santé est compris entre 100% et le seuil fixé (par exemple 80%), et sur la durée d^t) lorsque l'état de santé est au-dessous du seuil fixé. La durée utilisée selon que l'état de santé de la batterie est situé au-dessus ou au-dessous du seuil fixé fournit une indication fiable sur l'état de santé de la batterie. Dans un mode de réalisation particulier, on estime d'abord l'indicateur d'état de santé pour l'instant t par le calcul de SOH-i(t), on vérifie si la première estimation SOH-i (t) de l'indicateur d'état de santé est supérieur ou égal à un seuil prédéfini, compris entre 70% et 90%, notamment égal à 80%, puis on estime l'indicateur d'état de santé par le calcul de SOH2(t) si SOH-i (t) est supérieur ou égal au seuil prédéfini. Advantageously, the health status indicator estimated for the time being t is obtained either by the estimate SOH-i (t), or by the estimate SOH 2 (t), according to whether said health status indicator is respectively less than or greater than or equal to a predefined threshold, said threshold being between 70% and 90%, in particular equal to 80%. Thus, the estimate of the state of health of the battery is based on the duration d 2 (t) when the state of health is between 100% and the threshold (for example 80%), and over the duration (d) when the state of health is below the threshold. The duration used depending on whether the state of health of the battery is above or below the set threshold provides a reliable indication of the state of health of the battery. In a particular embodiment, the health status indicator is first estimated for the time t by the calculation of SOH-i (t), it is checked whether the first estimate SOH-i (t) of the health status indicator is greater than or equal to a predefined threshold, between 70% and 90%, in particular equal to 80%, then the health status indicator is estimated by the calculation of SOH 2 (t) if SOH-i (t) is greater than or equal to the predefined threshold.
Avantageusement, il comprend une opération initiale d'étalonnage, mise en œuvre en début de vie de la batterie, comprenant, durant une phase de charge CC à courant constant, une étape de détection d'une phase d'augmentation de la température de la batterie à partir d'un état de charge proche de 30%, notamment compris entre 20% et 40%, une étape de calcul d'une première durée caractéristique d^to) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et de la durée totale dcc de la phase de charge CC en début de vie de la batterie. Advantageously, it comprises an initial calibration operation, implemented at the beginning of the battery life, comprising, during a constant-current DC charging phase, a step of detecting a phase of increasing the temperature of the battery. battery from a state of charge close to 30%, in particular between 20% and 40%, a step of calculating a first characteristic duration d ^ to) between the time t 0 of the beginning of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and the end time of the DC charging phase, and the total dc duration of the DC charging phase at the beginning of battery life.
Avantageusement encore, l'opération initiale d'étalonnage comprend une étape de calcul d'une deuxième durée caractéristique d2 (t0) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant de transition entre une phase de diminution de la température de la batterie, suivant ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale d'augmentation de la température en fin de phase de charge CC. Dans un mode de réalisation particulier, l'estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie à un instant t est mis en œuvre par un système de contrôle ou BMS de la batterie. Le procédé d'estimation de l'invention peut ainsi être réalisé durant une utilisation normale de la batterie, connectée à une charge telle qu'une batterie électrique d'un véhicule automobile électrique ou hybride ou un dispositif nomade. Avantageusement, la phase de charge CC est suivie d'une phase de charge CV à tension constante, la batterie étant chargée en mode CC/CV. Advantageously, the initial calibration operation comprises a step of calculating a second characteristic duration d 2 (t 0 ) between the start time t 0 of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and a moment of transition between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of temperature increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase of increase the temperature at the end of the DC charging phase. In a particular embodiment, the estimate of the health status indicator of the battery at a time t is implemented by a control system or BMS of the battery. The estimation method of the invention can thus be performed during normal use of the battery, connected to a load such as an electric battery of an electric or hybrid motor vehicle or a nomadic device. Advantageously, the DC charging phase is followed by a constant voltage CV charging phase, the battery being charged in CC / CV mode.
L'invention concerne aussi un dispositif d'estimation d'un indicateur d'état de santé d'une batterie lithium caractérisée par une signature thermique relative à une charge, ou une décharge, de la batterie à un régime donné, caractérisé en ce qu'il comprend : The invention also relates to a device for estimating a health status indicator of a lithium battery characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a given speed, characterized in that 'He understands :
- un premier module de calcul d'une durée caractéristique d(t) entre un premier instant caractéristique t d'une phase charge, ou de décharge, de la batterie à un régime donné ;  a first module for calculating a characteristic duration d (t) between a first characteristic instant t of a charge phase, or a discharge phase, of the battery at a given speed;
- un deuxième module de calcul d'une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOH(t) = 100 - (ASOC(t0) - ASOCÇt)), OÙ o ASOC(t) est égal à 100.—, dcc représentant la durée totale a second module for calculating an estimate of the health status indicator of the battery by the relation SOH (t) = 100 (ASOC (t 0 ) - ASocÇt)), where o ASOC (t) is equal to 100.-, d cc representing the total duration
"ce  "this
de la phase de charge, ou de décharge, en début de vie de la batterie,  charging, or discharging phase, at the beginning of battery life,
o A50C(t0) est égal à 100. ^^ , t0 représentant un instant de o A50C (t 0 ) is equal to 100. ^^, t 0 represents a moment of
"ce  "this
début de vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. Dans une forme de réalisation particulière, le dispositif d'estimation : early life of the battery and d (t 0 ) having a predetermined value. In a particular embodiment, the estimation device:
- comprend un module de détection, durant une phase de charge CC à courant constant de la batterie, d'une phase d'augmentation de la température de la batterie à partir d'un état de charge de la batterie proche de 30%, compris entre 20% et 40%,  - includes a detection module, during a phase of constant current DC charging of the battery, a phase of increasing the temperature of the battery from a state of charge of the battery close to 30%, included between 20% and 40%,
- et le premier module de calcul est agencé pour calculer au moins une durée caractéristique d(t) entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température et un instant ultérieur caractéristique de la phase de charge CC, et le deuxième module de calcul est agencé pour estimer l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOHÇt = 100 - (AS0C(to) - SOCÇt ), où and the first calculation module is arranged to calculate at least one characteristic duration d (t) between the start time t of said phase temperature increase and a subsequent characteristic time of the charging phase CC, and the second calculation module is arranged to estimate the health status indicator of the battery by the relation SOHÇt = 100 - (AS0C (t o ) - SOCÇt), where
o ASOC(t) est égal à 100.—, dcc représentant la durée totale de o ASOC (t) is equal to 100.-, d cc representing the total duration of
«ce  "this
la phase de charge CC en début de vie de la batterie,  the DC charging phase at the beginning of the battery life,
o A50C(t0) est égal à 100. , t0 représentant un instant de o A50C (t 0 ) is equal to 100., t 0 representing a moment of
«ce  "this
début de vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. early life of the battery and d (t 0 ) having a predetermined value.
Le dispositif de l'invention peut comprendre tout ou partie des caractéristiques additionnelles suivantes : The device of the invention may comprise all or part of the following additional features:
- le premier module de calcul est agencé calculer une durée caractéristique d^t entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et le deuxième module de calcul est agencé pour calculer une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOH^t = the first calculation module is arranged to calculate a characteristic duration dt between the start time t of said temperature increase phase from a state of charge close to 30% and the end time of the DC charging phase, and the second calculation module is arranged to calculate an estimate of the health status indicator of the battery by the relation SOH ^ t =
100 - (ASOC^to - ASOC^t)), OÙ ASOC^t) = 100.— et Δ50^ (ί0) = 100.—, di(t0) ayant une valeur prédéterminée ; 100 - (^ to ASOC - ASOC ^ t)), where ASOC ^ t) = 100.- and Δ50 ^ (ί 0) = 100.- di (t 0) having a predetermined value;
"ce  "this
- le premier module de calcul est agencé pour calculer une durée caractéristique d2 (t) entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant de transition entre une phase de diminution de la température de la batterie, suivant ladite phase d'augmentation à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale d'augmentation de la température en fin de phase de charge CC, et le deuxième module de calcul (44) est agencé pour calculer une estimation de l'indicateur d'état de charge de la batterie par la relation SOH2 (t) = 100 - (ASOC2 (t0) - ASOC2 (t) OÙ ASOC2 (t) = 100.— et d-ccthe first calculation module is designed to calculate a characteristic duration d 2 (t) between the start time t of said temperature increase phase from a charge state close to 30% and a transition moment between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase of increasing the temperature at the end of the charging phase CC, and the second calculation module (44) is arranged to calculate an estimate of the state of charge indicator of the battery by the relation SOH 2 (t) = 100 - (ASOC 2 (t 0) - ASOC 2 (t) WHERE ASOC 2 (t) = 100.- and Dc
ASOC2 (t0) = 100. - £°2 d2 (t0) ayant une valeur prédéterminée ; ASOC 2 (t 0 ) = 100. - £ 2 d 2 (t 0 ) having a predetermined value;
"ce  "this
- le deuxième module de calcul est agencé pour estimer l'état de santé de la batterie pour l'instant t soit par l'estimation SOH-i (t), soit par l'estimation SOH2(t), selon que ledit indicateur d'état de santé est respectivement soit inférieur soit supérieur ou égal à un seuil prédéfini, ledit seuil étant compris entre 70% et 90%, notamment égal à 80%,the second calculation module is arranged to estimate the state of health of the battery for the time t either by the estimate SOH-i (t), or by the estimate SOH 2 (t), according to whether said indicator state of health is respectively less than or greater than or equal to a predefined threshold, said threshold being between 70% and 90%, in particular equal to 80%,
- le premier module de calcul est agencé pour mettre en œuvre une opération initiale d'étalonnage durant laquelle, pendant une phase de charge CC à courant constant en début de vie de la batterie, ledit premier module de calcul détecte une phase d'augmentation de la température de la batterie à partir d'un état de charge proche de 30%, notamment compris entre 20% et 40%, puis calcule une première durée caractéristique d^to) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et la durée totale dcc de la phase de charge CC ; the first calculation module is arranged to implement an initial calibration operation during which, during a constant-current DC charging phase at the beginning of battery life, said first calculation module detects an increase phase of the temperature of the battery from a state of charge close to 30%, in particular between 20% and 40%, and then calculates a first characteristic duration d 'to) between the time t 0 of the beginning of said phase of increasing temperature from a state of charge close to 30% and the end time of the charging phase CC, and the total duration dc of the charging phase CC;
- durant l'opération initiale d'étalonnage, le premier module de calcul est agencé pour calculer une deuxième durée caractéristique d2(t0) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant de transition entre une phase de diminution de la température de la batterie, suivant ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale d'augmentation de la température en fin de phase de charge CC. during the initial calibration operation, the first calculation module is arranged to calculate a second characteristic duration d 2 (t 0 ) between the start time t 0 of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and a moment of transition between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of temperature increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase of increase of the temperature at the end of the charging phase CC.
L'invention concerne aussi un système de contrôle d'une batterie lithium, caractérisé en ce qu'il intègre le dispositif d'estimation tel que défini ci-dessus. L'invention concerne encore un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une batterie lithium et un système de contrôle de la batterie tel qu'il vient d'être défini. L'invention concerne aussi un dispositif nomade, comprenant une batterie lithium et un système de contrôle de la batterie tel qu'il vient d'être défini. The invention also relates to a control system of a lithium battery, characterized in that it integrates the estimation device as defined above. The invention also relates to an electric or hybrid motor vehicle, comprising a lithium battery and a battery control system as just defined. The invention also relates to a nomadic device, comprising a lithium battery and a battery control system as just defined.
Description sommaire des dessins L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation particulier du procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé d'une batterie lithium et d'un dispositif associé, selon l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : Brief description of the drawings The invention will be better understood with the aid of the following description of a particular embodiment of the method for estimating a health status indicator of a lithium battery and an associated device. according to the invention, with reference to the accompanying drawings in which:
- La figure 1 représente une courbe d'évolution de la température d'une batterie lithium en fonction de son état de charge durant une charge de la batterie, la batterie ayant un SOH (état de santé) de 100% ; - Figure 1 shows a temperature evolution curve of a lithium battery according to its state of charge during a charge of the battery, the battery having a SOH (state of health) of 100%;
- La figure 2 représente différentes courbes d'évolution de la température de la batterie de la figure 1 en fonction de son état de charge durant une charge de la batterie, pour différents SOH de la batterie ; FIG. 2 represents different evolution curves of the temperature of the battery of FIG. 1 as a function of its state of charge during a charge of the battery, for different SOHs of the battery;
- La figure 3 représente un organigramme du procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé de la batterie selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;  FIG. 3 represents a flowchart of the method for estimating a health status indicator of the battery according to one particular embodiment of the invention;
- La figure 4 représente un schéma bloc fonctionnel du dispositif d'estimation d'un indicateur d'état de santé de la batterie selon une forme de réalisation particulière de l'invention ;  FIG. 4 represents a functional block diagram of the device for estimating a health status indicator of the battery according to one particular embodiment of the invention;
- La figure 5 représente trois courbes d'évolution du SOH d'une batterie lithium d'un type donné obtenues respectivement par une méthode de mesure standard et par deux méthodes d'estimation selon deux modes particuliers de réalisation de l'invention. Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l'invention FIG. 5 represents three SOH evolution curves of a lithium battery of a given type respectively obtained by a standard measurement method and by two estimation methods according to two particular embodiments of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Le procédé de l'invention vise à estimer un paramètre représentatif ou un indicateur de l'état de santé d'une batterie lithium 1 , en l'espèce le « SOH » (de l'anglais « State Of Health »). Le SOH d'une batterie est exprimé en pourcentage. Il est égal à 100% lorsque la batterie est à l'état neuf et diminue lorsque la batterie vieillit. La batterie 1 est destinée à alimenter électriquement une charge 2. Par le terme « charge » on entend désigner un élément destiné à consommer l'énergie électrique fournie par la batterie 1 . La charge 2 est par exemple un moteur électrique d'un véhicule automobile électrique ou hybride ou bien un dispositif nomade (téléphone mobile, tablette, ou autre). Le procédé est ici mis en œuvre durant une utilisation normale de la batterie, c'est-à-dire pendant que la batterie 1 est connectée à la charge 2 aux fins de l'alimenter en énergie électrique. Il pourrait toutefois être mis en œuvre en dehors du cadre d'utilisation normale de la batterie, par exemple lors d'un diagnostic de la batterie. Un BMS 3 (de l'anglais « Battery Management System »), ou système de contrôle de batterie, est destiné à contrôler la batterie 1 et à surveiller l'état de différents éléments de la batterie 1 . Le BMS 3 intègre un dispositif 4 d'estimation du SOH de la batterie 1 , destiné à mettre en œuvre le procédé d'estimation du SOH de la batterie 1 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. The method of the invention aims at estimating a representative parameter or an indicator of the state of health of a lithium battery 1, in this case the "SOH" (of the English "State Of Health"). The SOH of a battery is expressed as a percentage. It is 100% when the battery is new and decreases as the battery gets older. The battery 1 is intended to electrically power a load 2. By the term "charge" is meant an element intended to consume the electrical energy supplied by the battery 1. The load 2 is for example an electric motor of an electric or hybrid motor vehicle or a nomadic device (mobile phone, tablet, or other). The method is here implemented during normal use of the battery, that is to say while the battery 1 is connected to the load 2 for the purpose of supplying electrical energy. It could however be implemented outside the normal use of the battery, for example during a diagnosis of the battery. A BMS 3 (Battery Management System), or battery monitoring system, is intended to control the battery 1 and monitor the state of different elements of the battery 1. The BMS 3 includes a device 4 for estimating the SOH of the battery 1, intended to implement the SOH estimation method of the battery 1 according to a particular embodiment of the invention.
En référence à la figure 3, on va maintenant décrire le procédé d'estimation du SOH de la batterie 1 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Le procédé comprend une opération initiale d'étalonnage EO. Elle est mise en œuvre en début de vie de la batterie 1 , c'est-à-dire lorsque l'état de santé SOH de la batterie 1 est égal ou sensiblement égal à 100%, avantageusement supérieur ou égal à 98%. Elle est avantageusement mise en œuvre lorsque la température de la batterie est à une température de référence Tref, ici égale à 25°C. Cette température de référence pourrait avoir une autre valeur, de préférence inférieure à 50°C. With reference to FIG. 3, the method for estimating the SOH of the battery 1 according to a particular embodiment of the invention will now be described. The method includes an initial EO calibration operation. It is implemented at the beginning of the life of the battery 1, that is to say when the state of health SOH of the battery 1 is equal to or substantially equal to 100%, advantageously greater than or equal to 98%. It is advantageously implemented when the temperature of the battery is at a reference temperature T ref , here equal to 25 ° C. This reference temperature could have another value, preferably less than 50 ° C.
L'étalonnage comprend une première étape E00 de détection d'une charge de la batterie 1 depuis un état de charge nul (c'est-à-dire un SOC de 0%) jusqu'à un état de charge complète (c'est-à-dire un SOC de 100%). La charge de la batterie 1 s'effectue ici de façon connue en mode CC/CV : elle comprend une phase de charge CC (de l'anglais « Constant Current ») de charge à courant constant suivie d'une phase de charge CV (de l'anglais « Constant Voltage ») de charge à tension constante. Le courant de charge Icc durant la phase CC est ici égal au courant de régime 1 C de la batterie 1 . En variante, le régime de charge pourrait être compris entre C/3 et 1 C. Le courant de fin de charge Icv pendant la phase CV est beaucoup plus faible, par exemple égal à lcc/20. Cette étape de charge peut être par exemple la première charge de la batterie 1 en début de vie de celle-ci. The calibration includes a first step E00 of detecting a charge of the battery 1 from a zero charge state (i.e., a SOC of 0%) to a full charge state (this is ie a 100% SOC). The charging of the battery 1 is carried out here in a known manner in the CC / CV mode: it comprises a constant current charging DC (constant current) charging phase followed by a charging phase CV ( Constant Voltage) of constant voltage charging. The charging current Icc during the phase CC is here equal to the speed current 1 C of the battery 1. Alternatively, the charging regime could be between C / 3 and 1 C. The end of charging current Icv during the CV phase is much lower, for example equal to 1cc / 20. This charging step may for example be the first charge of the battery 1 at the beginning of its life.
Par définition, on appelle « régime 1 C » le courant permettant de décharger la capacité nominale Q de la batterie en 1 heure. On appelle « régime xC » le courant que fournirait la batterie en un nombre 1 /x d'heure(s). Il est égal au produit de x et de Q, soit x.Q et est exprimé en A (ampères). Prenons l'exemple d'une batterie ayant une capacité nominale Q égale à 5Ah. Le régimeBy definition, the "current 1 C" is the current used to discharge the rated capacity Q of the battery in 1 hour. The "xC regime" is the current that the battery would provide in a 1 / x hour (s) number. It is equal to the product of x and Q, ie x.Q and is expressed in A (amperes). Take the example of a battery having a nominal capacity Q equal to 5Ah. The system of government
1 C de cette batterie est égal à =— = SA, soit un courant de 5A. Le régime 1 C of this battery is equal to = - = SA, ie a current of 5A. The system of government
a 1(h) lh a a 1 (h) lh a
2,2XQ(Ah) 2,2X5Ah . . .  2.2XQ (Ah) 2.2X5Ah. . .
2,2C de cette même batterie est égal a— r1-^ = = 11A, soit un courant 2.2C of this same battery is equal to 1 - ^ = = 11A, a current
a 1(h) lh  at 1 (h) lh
de 1 1 A. 1 1 A.
Pendant la charge de la batterie 1 (E00), lors d'une étape de mesure E01 , à différents instants de mesure, un capteur thermique mesure la température T_BAT de la batterie 1 . En outre, le BMS 3 mesure le SOC, c'est-à-dire de l'état de charge de la batterie 1 . Les données mesurées T_BAT et SOC à différents instants de mesure sont fournies au dispositif d'estimation 4. Elles permettent d'obtenir l'évolution de la température de la batterie 1 en fonction de son SOC durant une charge complète, qui peut être représentée sous la forme une courbe. La courbe d'évolution de la température T_BAT de la batterie 1 en fonction du SOC a une forme particulière, telle que représentée à titre d'exemple illustratif sur la figure 1 pour la batterie 1 à SOH de 100%. Elle constitue une signature thermique de la batterie 1 au cours d'une charge à un régime donné, autrement dit avec un courant de charge donné. En remarque, la température de la batterie évolue durant les phases de charge et décharge, plus généralement durant son utilisation, notamment du fait par exemple des phénomènes chimiques intrinsèques formant des sources de chaleur variables au sein de la batterie. Cette température de la batterie est mesurée par au moins un capteur positionné au sein de sa structure, voire sur une surface de sa structure. Au contraire, la température ambiante de l'environnement de la batterie est généralement sensiblement constante lors d'une phase de charge ou décharge de la batterie, par exemple égale à la température de référence. Elle diffère généralement de la température de la batterie. During the charging of the battery 1 (E00), during a measurement step E01, at different times of measurement, a thermal sensor measures the temperature T_BAT of the battery 1. In addition, the BMS 3 measures the SOC, that is to say the state of charge of the battery 1. Measured data T_BAT and SOC at different Measurement instants are provided to the estimation device 4. They make it possible to obtain the evolution of the temperature of the battery 1 according to its SOC during a complete charge, which can be represented in the form of a curve. The evolution curve of the temperature T_BAT of the battery 1 as a function of the SOC has a particular shape, as represented by way of illustrative example in FIG. 1 for the battery 1 to SOH of 100%. It constitutes a thermal signature of the battery 1 during a charge at a given speed, in other words with a given charging current. As a note, the temperature of the battery changes during the charging and discharging phases, more generally during its use, in particular because of, for example, intrinsic chemical phenomena forming variable sources of heat within the battery. This temperature of the battery is measured by at least one sensor positioned within its structure, or even on a surface of its structure. On the contrary, the ambient temperature of the environment of the battery is generally substantially constant during a charge or discharge phase of the battery, for example equal to the reference temperature. It usually differs from the temperature of the battery.
Le vieillissement de la batterie 1 se traduit par de légères modifications de la signature thermique de la batterie 1 . Sur la figure 2, on a représenté différentes signatures thermiques (c'est-à-dire des courbes d'évolution de la température en fonction du SOC) relatives à différents états de santé ou SOH de la batterie 1 : SOH 100% (courbe C0), SOH 96,7% (courbe d), SOH 89,7% (courbe C2), SOH 76,6% (courbe C3). La présente invention exploite ces modifications pour déterminer l'état de santé SOH de la batterie 1 à un instant quelconque au cours de la vie. The aging of the battery 1 results in slight modifications of the thermal signature of the battery 1. FIG. 2 shows different thermal signatures (that is, temperature evolution curves as a function of the SOC) relative to different health states or SOHs of the battery 1: SOH 100% (curve C 0 ), SOH 96.7% (curve d), SOH 89.7% (curve C 2 ), SOH 76.6% (curve C 3 ). The present invention exploits these modifications to determine the state of health SOH of the battery 1 at any time during life.
Le procédé comprend ensuite une étape E02 de détection des éléments suivants dans la signature thermique de la batterie 1 à SOH 100% (autrement dit dans les données d'évolution de la température de la batterie en fonction de son SOC) : - une première phase φι d'augmentation de la température à partir d'un état de charge proche de 30%, ici compris entre 20% et 40%,The method then comprises a step E02 for detecting the following elements in the thermal signature of the battery 1 to 100% SOH (in other words in the data of evolution of the temperature of the battery according to its SOC): a first phase φι of increasing the temperature from a state of charge close to 30%, here between 20% and 40%,
- une deuxième phase φ2 de diminution de la température, suivant la phase d'augmentation ^ ; a second phase φ 2 of decreasing the temperature, according to the increase phase;;
- une troisième phase terminale φ3 d'augmentation de la température, en fin de phase CC, suivant la phase de diminution φ2. a third terminal phase φ 3 for increasing the temperature, at the end of the phase CC, following the decrease phase φ 2 .
Puis, lors d'une étape E03, à partir des données mesurées et des phases q>i, φ2 et (p3 détectées, on calcule les paramètres suivants : Then, during a step E03, from the measured data and the phases q> i, φ 2 and (p 3 detected, the following parameters are calculated:
- une première durée caractéristique d^to) entre l'instant t0 de début de la phase ^ d'augmentation de température et l'instant de fin de la phase de charge CC ; a first characteristic time d.sub.to) between the start time t 0 of the temperature increase phase and the end time of the charging phase CC;
- une deuxième durée caractéristique d2 (t0) entre l'instant t0 de début de la phase φ2 d'augmentation de température et un instant de transition entre la deuxième phase φ2 de diminution de la température et la troisième phase terminale φ3 d'augmentation de la température, en fin de phase CC ; a second characteristic duration d 2 (t 0 ) between the start time t 0 of the phase φ 2 of temperature increase and a transition time between the second phase φ 2 of temperature decrease and the third terminal phase φ 3 increase in temperature, at the end of the phase CC;
- une durée caractéristique dcc correspondant à la durée totale de la phase de charge CC en début de vie de la batterie 1 . - a characteristic duration of dc corresponding to the total duration of the DC charging phase at the beginning of battery life 1.
Durant la vie de la batterie 1 , l'état de santé SOH de la batterie est estimé par la mise en œuvre des étapes de procédé, selon un mode particulier de réalisation particulier de l'invention, qui vont maintenant être décrites en référence à la figure 3. During the life of the battery 1, the state of health SOH of the battery is estimated by the implementation of the process steps, according to a particular particular embodiment of the invention, which will now be described with reference to the figure 3.
Le procédé comprend une étape E1 de détection d'une mise en charge de la batterie 1 à partir d'un état de charge ou SOC (de l'anglais « State of Charge ») initial inférieur à une valeur prédéfinie. Cet état de charge initial est strictement inférieur à 30%, avantageusement inférieur à 20%, avantageusement encore égal ou sensiblement égal à 0%. La charge détectée est ici une charge réalisée durant une utilisation normale de la batterie, connectée à la charge 2. En variante, il pourrait s'agir d'une charge commandée spécifiquement pour estimer l'état de santé de la batterie 1 . The method comprises a step E1 of detecting a charging of the battery 1 from a state of charge or SOC (initial state of charge) lower than a predefined value. This initial state of charge is strictly less than 30%, advantageously less than 20%, advantageously still equal to or substantially equal to 0%. The charge detected here is a charge made during normal use of the battery, connected to the load 2. In Alternatively, it could be a charge specifically ordered to estimate the state of health of the battery 1.
De préférence, lors de l'étape E4, on détecte une mise en charge de la batterie 1 à une température de batterie proche de la température de référence Tref, ici égale à 25°C. Par « proche de la température de référence », on entend signifier que la température de la batterie 1 est égale à la température de référence ±2°C. Sur détection d'une mise en charge de la batterie 1 , de préférence à une température proche de Tref, on déclenche une étape E2 de mesure de la température T_BAT de la batterie 1 . Lors de l'étape de mesure E2, à différents instants de mesure, le capteur thermique mesure la température de la batterie 1 . En outre, parallèlement, le BMS 3 estime et indique l'état de charge de la batterie 1 aux différents instants de mesure. Les données mesurées peuvent être représentées sur la forme d'une courbe d'évolution de la température T_BAT de la batterie 1 en fonction de son état de charge SOC, comme représenté sur la figure 2. Le procédé comprend ensuite une étape E3 de détection d'une phase ^ d'augmentation de la température à partir d'un état de charge proche de 30%, ici compris entre 20% et 40%, à partir des données mesurées d'évolution de la température en fonction du SOC de la batterie 1 . Le procédé comprend ensuite une première étape E4 de calcul d'une première durée caractéristique d^t entre l'instant t de début de la phase φι d'augmentation de température détectée et un instant ultérieur caractéristique de la phase CC, en l'espèce l'instant de fin de la phase de charge CC. La première étape E4 de calcul de la durée caractéristique d^t est suivie d'une deuxième étape E5 de calcul d'une première estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie 1 , basée sur la durée d^t , par la relation : SOH^t) = 100 - ASOC^to) - ASOC^t)) (1 )Preferably, during step E4, charging of the battery 1 is detected at a battery temperature close to the reference temperature T ref , here equal to 25 ° C. By "close to the reference temperature" is meant that the temperature of the battery 1 is equal to the reference temperature ± 2 ° C. On detecting a charging of the battery 1, preferably at a temperature close to T ref , a measurement step E2 is initiated for measuring the temperature T_BAT of the battery 1. During the measuring step E2, at different times of measurement, the thermal sensor measures the temperature of the battery 1. In addition, in parallel, the BMS 3 estimates and indicates the state of charge of the battery 1 at different times of measurement. The measured data can be represented on the form of an evolution curve of the temperature T_BAT of the battery 1 as a function of its state of charge SOC, as represented in FIG. 2. The method then comprises a step E3 of detecting the a phase of increasing the temperature from a state of charge close to 30%, in this case between 20% and 40%, from the measured temperature evolution data as a function of the SOC of the battery 1. The method then comprises a first step E4 of calculating a first characteristic duration dt between the start time t of the detected temperature increase phase φι and a subsequent characteristic time of the phase CC, in this case the end time of the DC charging phase. The first step E4 of calculating the characteristic duration dt is followed by a second step E5 of calculating a first estimate of the health status indicator of the battery 1, based on the duration dt, by the relation: SOH (t) = 100 - ASOC (to) - ASOC (t)) (1)
OÙ OR
- ASOC^t) est égal à 100. ^^ , dcc représentant la durée totale de la - ASOC ^ t) is equal to 100. ^^, d cc representing the total duration of the
"ce  "this
phase CC en début de vie de la batterie, prédéterminée lors de l'étalonnage E0 ;  DC phase at the beginning of the battery life, predetermined during the calibration E0;
- ASOCLOO) est égal à 100. , d^to) ayant une valeur prédéterminée - ASOC L O O ) is equal to 100., d ^ to) having a predetermined value
"ce  "this
lors de l'étalonnage EO.  during EO calibration.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le procédé comprend ensuite une étape de test E6 destinée à vérifier si la première estimation SOH-i (t) de l'état de santé de la batterie 1 est supérieure ou égale à un seuil prédéfini ici égal à 80%. Ce seuil pourrait être compris entre 70% et 90%. In the embodiment described here, the method then comprises a test step E6 intended to verify whether the first estimate SOH-i (t) of the state of health of the battery 1 is greater than or equal to a predefined threshold here equal at 80%. This threshold could be between 70% and 90%.
Si l'état de santé SOH-i (t) estimé lors de l'étape E5 est supérieur ou égal à 80%, alors le procédé réalise une deuxième estimation de l'état de santé de la batterie 1 par la mise en œuvre des étapes E7 à E9 décrites ci-après. If the state of health SOH-i (t) estimated in step E5 is greater than or equal to 80%, then the method makes a second estimate of the state of health of the battery 1 by the implementation of the steps E7 to E9 described below.
Lors de l'étape E7, on détecte un instant de transition entre, d'une part, une phase φ2 de diminution de la température de la batterie 1 , suivant la phase φι d'augmentation de la température à partir d'un état de charge proche de 30%, et, d'autre part, une phase terminale φ3 d'augmentation de la température en fin de phase CC. During step E7, a transition time is detected between, on the one hand, a phase φ 2 for decreasing the temperature of the battery 1, according to the phase φι of increasing the temperature from a state charge close to 30%, and, secondly, a terminal phase φ 3 of temperature increase at the end of phase CC.
Lors de l'étape E8, on calcule une durée caractéristique d2 (t) entre l'instant t de début de la phase ^ d'augmentation de température et l'instant de transition entre la phase (p2 de diminution de la température de la batterie 1 et la phase terminale φ3 d'augmentation de la température de la batterie 1 . During step E8, a characteristic duration d 2 (t) is calculated between the start time t of the temperature increase phase and the transition time between the phase (p 2 of temperature decrease). of the battery 1 and the terminal phase φ 3 of increasing the temperature of the battery 1.
Lors de l'étape E9, on calcule une deuxième estimation de l'indicateur d'état de santé SOH de la batterie 1 , basée sur la durée caractéristique d2 (t) , par la relation SOH2 (t) = 100 - (A5OC2(t0) - ASOC2(t)), (2) ou In step E9, a second estimate of the health status indicator SOH of the battery 1, based on the characteristic duration d 2 (t), is calculated by the relation SOH 2 (t) = 100 - (A5OC 2 (t 0 ) - ASOC 2 (t)), (2) or
d2 (t d 2 (t
- ASOC2(t) = 100. et - ASOC 2 (t) = 100. and
dcc  dCC
- ASOC2(t0) = 100. d2 (to) ASOC 2 (t 0 ) = 100. d 2 (to)
-, d2 (t0) ayant une valeur prédéterminée lors de dcc -, d 2 (t 0 ) having a predetermined value during dcc
l'étalonnage.  calibration.
Le procédé comprend une étape E10 d'indication de l'état de santé SOH(t) estimé à l'instant t. En cas de test E6 positif (autrement dit si
Figure imgf000019_0001
The method comprises a step E10 for indicating the state of health SOH (t) estimated at time t. In case of positive E6 test (ie if
Figure imgf000019_0001
80%), l'état de santé indiqué SOH(t) est égal à la deuxième estimation de l'état de santé, soit SOH2 t). En cas de test E6 négatif (autrement dit si
Figure imgf000019_0002
< 80%), l'état de santé indiqué SOH(t) est égal à la première estimation de l'état de santé, soit SOH^t). Autrement dit, l'estimation du SOH de la batterie 1 est basée sur la durée caractéristique d2 t) pour un état de santé de la batterie 1 supérieur ou égal à 80%, et sur la durée caractéristique d^t pour un état de santé de la batterie 1 inférieur à 80%. 80%), the state of health indicated SOH (t) is equal to the second estimate of the state of health, ie SOH 2 t). In case of negative E6 test (ie if
Figure imgf000019_0002
<80%), the state of health indicated SOH (t) is equal to the first estimate of the state of health, ie SOH ^ t). In other words, the estimation of the SOH of the battery 1 is based on the characteristic duration d 2 t) for a state of health of the battery 1 greater than or equal to 80%, and on the characteristic duration d t for a state of 1 battery health less than 80%.
En variante, on pourrait estimer l'état de santé SOH de la batterie soit par la relation (1 ), autrement dit sur la base de la durée caractéristique d^i), soit par la relation (2), autrement dit sur la base de la durée caractéristique d2 t), quel que soit l'état de santé de la batterie 1 . Alternatively, one could estimate the state of health SOH of the battery either by the relation (1), ie on the basis of the characteristic duration d ^ i), or by the relation (2), in other words on the basis of the characteristic duration d 2 t), irrespective of the state of health of the battery 1.
Sur la figure 5, on a représenté différentes courbes d'évolution du SOH en fonction du nombre de cycles de charge et de décharge de la batterie. La courbe de référence SOHref est obtenue par une méthode standard de mesure du SOH, en l'espèce par mesure de la capacité déchargée après une charge complète. La courbe SOHi est obtenue par un mode de réalisation particulier du procédé d'estimation de l'invention, dans lequel l'état de santé de la batterie est estimé par la relation (1 ) quel que soit la valeur du SOH et est donc uniquement basé la durée caractéristique d^i). La courbe SOH2 est obtenue par un mode de réalisation particulier du procédé d'estimation de l'invention, dans lequel l'état de santé de la batterie est estimé par la relation (1 ) ou par la relation (2) selon que l'état de santé de la batterie est inférieur ou bien supérieur ou égal à un seuil prédéfini (par exemple 80%) comme décrit en référence à la figure 3. On constate que les courbes SOH-ι et SOH2 obtenues sont très proches de la courbe de référence SOHref. La courbe SOH2 est la mieux ajustée à la courbe de référence SOHref. In FIG. 5, different SOH evolution curves are represented as a function of the number of charging and discharging cycles of the battery. The reference curve SOH ref is obtained by a standard method for measuring the SOH, in this case by measuring the capacity discharged after a complete charge. The SOHi curve is obtained by a particular embodiment of the estimation method of the invention, in which the state of health of the battery is estimated by the relation (1) regardless of the value of the SOH and is therefore only based on the characteristic duration d ^ i). The curve SOH 2 is obtained by a particular embodiment of the estimation method of the invention, in which the state of health of the battery is estimated by the relation (1) or by the relation (2) depending on whether the state of health of the battery is lower or greater than or equal to a predefined threshold (for example 80%) as described with reference to FIG. 3. It can be seen that the curves SOH-ι and SOH 2 obtained are very close to the reference curve SOH ref . The SOH 2 curve is the best fit to the SOH reference curve ref .
D'une manière plus générale, le procédé comprend au moins une première étape de calcul d'au moins une durée caractéristique d(t) entre l'instant t de début de la phase ^ d'augmentation de température et un instant ultérieur caractéristique de la phase CC, et au moins une deuxième étape de calcul d'une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOH(t) = 100 - (AS0C(t„) - ASOCÇt)), OÙ More generally, the method comprises at least a first step of calculating at least one characteristic duration d (t) between the start time t of the temperature increase phase and a subsequent characteristic time of the phase CC, and at least a second step of calculating an estimate of the health status indicator of the battery by the relation SOH (t) = 100 - (AS0C (t ") - ASocÇt)), WHERE
- ASOC(t) est égal à 100. ^, dcc représentant la durée totale de la phase CC en début de vie de la batterie, prédéterminée lors de l'étalonnage, - ASOC (t) is equal to 100. ^, d cc representing the total duration of the DC phase at the beginning of the battery life, predetermined during the calibration,
- ASOC(t0) est égal à 100. ^^ , t0 représentant un instant de début de ASOC (t 0 ) is equal to 100. ^^, t 0 representing a start time of
"ce  "this
vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée lors de l'étalonnage. En référence à la figure 4, le dispositif 4 d'estimation d'un indicateur d'état de santé SOH de la batterie 1 comprend : battery life and d (t 0 ) having a predetermined value during calibration. With reference to FIG. 4, the device 4 for estimating a health status indicator SOH of the battery 1 comprises:
- un module 40 de détection d'une mise en charge de la batterie 1 ;  a module 40 for detecting a charging of the battery 1;
- un module 41 d'obtention de données de température mesurées et de données d'état de charge mesurées, relatives à la batterie 1 ; - un module 42 de détection, durant une phase de charge CC de la batterie, d'une ou plusieurs phases d'augmentation et/ou de diminution de la température de la batterie ;  a module 41 for obtaining measured temperature data and measured state of charge data relating to the battery 1; a module 42 for detecting, during a charging phase CC of the battery, one or more phases of increasing and / or decreasing the temperature of the battery;
- un premier module 43 de calcul d'une ou plusieurs durées caractéristiques relatives à la phase de charge CC;  a first module 43 for calculating one or more characteristic periods relating to the charging phase CC;
- un deuxième module 44 de calcul d'au moins une estimation de l'état de santé SOH de la batterie pour un instant t donné ; - un module 45 d'indication de l'état de santé estimé de la batterie pour un instant t. a second module 44 for calculating at least one estimate of the state of health SOH of the battery for a given instant t; a module 45 for indicating the estimated state of health of the battery for a moment t.
Le module 41 est destiné à recevoir des données de température de la batterie 1 mesurées par un capteur thermique de la batterie 1 (non représenté) et des données d'état de charge de la batterie 1 mesurées par le BMS 3. The module 41 is intended to receive temperature data of the battery 1 measured by a thermal sensor of the battery 1 (not shown) and charge state data of the battery 1 measured by the BMS 3.
Le module de détection 42 est ici destiné à détecter les phases suivantes :The detection module 42 is here intended to detect the following phases:
- une phase φι d'augmentation de la température de la batterie 1 durant la phase CC à partir d'un état de charge de la batterie proche de 30%, compris entre 20% et 40%, a phase φι of increasing the temperature of the battery 1 during the phase CC from a state of charge of the battery close to 30%, between 20% and 40%,
- une phase φ2 de diminution de la température, suivant la phase d'augmentation ^ , et a phase φ 2 of decreasing the temperature, following the phase of increase ^, and
- une troisième phase terminale φ3 d'augmentation de la température, en fin de phase CC, suivant la phase de diminution φ2. a third terminal phase φ 3 for increasing the temperature, at the end of the phase CC, following the decrease phase φ 2 .
Le module 42 est destiné à mettre en œuvre les étapes de procédé E02, E3 et E7 telle que précédemment décrites. Le premier module de calcul 43 est destiné à calculer une ou plusieurs durées caractéristiques de la phase de charge CC. Dans la forme de réalisation décrite ici, il est destiné à calculer les durées caractéristiques suivantes : The module 42 is intended to implement the method steps E02, E3 and E7 as previously described. The first calculation module 43 is intended to calculate one or more characteristic times of the charging phase CC. In the embodiment described herein, it is intended to calculate the following characteristic times:
- la durée caractéristique dcc correspondant à la durée totale de la phase de charge CC en début de vie de la batterie 1 ; - the characteristic duration d cc corresponding to the total duration of the DC charging phase at the beginning of the life of the battery 1;
- la première durée caractéristique d^t entre l'instant t de début de la phase φι d'augmentation de température détectée et l'instant de fin de la phase de charge CC ;  the first characteristic time dt between the start time t of the detected temperature increase phase φι and the end time of the charging phase CC;
- la deuxième durée caractéristique d2(t) entre l'instant t de début de la phase φι d'augmentation de température et l'instant de transition entre la phase (p2 de diminution de la température de la batterie 1 et la phase terminale φ3 d'augmentation de la température de la batterie 1 . L'instant t peut être un instant t0 de début de vie de la batterie ou un instant t ultérieur en cours de vie de la batterie. the second characteristic duration d 2 (t) between the start time t of the phase φι of temperature increase and the transition time between the phase (p 2 of decrease of the temperature of the battery 1 and the phase terminal φ 3 for increasing the temperature of the battery 1. The instant t may be a time t 0 of the beginning of life of the battery or a later moment t during the life of the battery.
Le module 43 est destiné à mettre en œuvre les étapes de procédé E03, E4 et E8 précédemment décrites. The module 43 is intended to implement the method steps E03, E4 and E8 previously described.
Le deuxième module de calcul 44 est destiné à estimer l'état de santé SOH de la batterie à un instant t quelconque (en début de vie ou en cours de vie de la batterie). Dans la forme de réalisation décrite ici, il est agencé pour calculer une première estimation de SOH-i(t) sur la base de la durée d^i), à l'aide de la relation (1 ), et une deuxième estimation de SOH2(t) sur la base de la durée d2 t), à l'aide de la relation (2). En outre, le module de calcul 44 est destiné à vérifier si la première estimation SOH-i (t) de l'état de santé de la batterie 1 est supérieur ou égal à un seuil prédéfini ici égal à 80%. Si le test est positif (SOH-i(t)> 80%), alors le module de calcul 44 est destiné à calculer la deuxième estimation SOH2(t). Le module 44 est adapté pour mettre en œuvre les étapes E5 à E9 précédemment décrites. The second calculation module 44 is intended to estimate the state of health SOH of the battery at any time t (at the beginning of life or during the life of the battery). In the embodiment described herein, it is arranged to calculate a first estimate of SOH-i (t) on the basis of the duration d i), using the relation (1), and a second estimate of SOH 2 (t) on the basis of the duration d 2 t), using relation (2). In addition, the calculation module 44 is intended to verify whether the first estimate SOH-i (t) of the state of health of the battery 1 is greater than or equal to a predefined threshold here equal to 80%. If the test is positive (SOH-i (t)> 80%), then the calculation module 44 is intended to calculate the second estimate SOH 2 (t). The module 44 is adapted to implement the steps E5 to E9 previously described.
Le module 45 est destiné à indiquer l'état de santé estimé SOH(t) pour l'instant t qui est égal soit à la première estimation SOH-i(t), soit à la deuxième estimation SOH2(t), selon que l'état de santé estimé est supérieur ou égal ou inférieur au seuil prédéfini (ici égal à 80%). Il est destiné à mettre en œuvre l'étape E10. Le dispositif d'estimation 4 est intégré dans un système 3 de contrôle de la batterie 1 , ou BMS. L'invention concerne donc aussi le système de contrôle 3 intégrant le dispositif d'estimation 4. The module 45 is intended to indicate the estimated state of health SOH (t) for the moment t which is equal to either the first estimate SOH-i (t), or to the second estimate SOH 2 (t), depending on whether the estimated health status is greater than or equal to or less than the predefined threshold (here equal to 80%). It is intended to implement step E10. The estimation device 4 is integrated in a system 3 for controlling the battery 1, or BMS. The invention therefore also relates to the control system 3 integrating the estimation device 4.
L'invention concerne encore un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant la batterie lithium 1 et le système 3 de contrôle de la batterie. L'invention concerne aussi un dispositif nomade, comprenant la batterie lithium 1 et le système 3 de contrôle de la batterie. The invention also relates to an electric or hybrid motor vehicle, comprising the lithium battery 1 and the battery control system 3. The invention also relates to a nomadic device, comprising the lithium battery 1 and the system 3 for monitoring the battery.
Dans la description qui précède, l'estimation de l'indicateur SOH d'état de santé de la batterie est réalisée durant une phase de charge qui comporte un front d'augmentation thermique de la batterie à partir d'un SOC proche de 30%. De façon plus générale, l'estimation de l'indicateur SOH pourrait être réalisée durant une phase de charge, ou de décharge, à un régime donné (c'est-à-dire avec un courant de charge, ou de décharge, prédéfini). Ainsi, plus généralement, l'invention concerne un procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé SOH d'une batterie lithium 1 caractérisée par une signature thermique relative à une charge, ou une décharge, de la batterie à un régime donné, qui comprend, durant une phase charge, ou une décharge, de la batterie au régime donné, une première étape de calcul d'une durée caractéristique d(t) entre un premier instant caractéristique t de la phase de charge ou de décharge et un deuxième instant ultérieur caractéristique de la phase de charge ou de décharge, et une deuxième étape de calcul d'une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation S0H t = 100 - (AS0C(to) - ASOC t ), où In the foregoing description, the estimation of the SOH health status indicator of the battery is carried out during a charging phase which includes a front of thermal increase of the battery from a SOC close to 30%. . More generally, the estimation of the SOH indicator could be carried out during a charging or discharging phase at a given speed (that is to say with a predefined charge or discharge current). . Thus, more generally, the invention relates to a method for estimating a health status indicator SOH of a lithium battery 1 characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a steady state. given, during a charging phase, or a discharge, of the battery at the given speed, a first step of calculating a characteristic duration d (t) between a first characteristic instant t of the charging or discharging phase and a second characteristic second time of the charging or discharging phase, and a second step of calculating an estimate of the health status indicator of the battery by the relation S0H t = 100 - (AS0C (t o ) - ASOC t), where
- SOCÇt) est égal à 100. ^, dtot représentant la durée totale de la - SOCÇt) is equal to 100. ^, d tot represents the total duration of the
"tôt  "early
phase de charge ou de décharge en début de vie de la batterie, charge or discharge phase at the beginning of battery life,
- ASOC(t0) est égal à 100. , t0 représentant un instant de début de ASOC (t 0 ) is equal to 100. t 0 represents a start time of
"tôt  "early
vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. battery life and d (t 0 ) having a predetermined value.
Par « régime donné », on entend signifier que le courant de charge ou de décharge a des caractéristiques prédéfinies. Avantageusement, il est constant et égal à une valeur donnée. Il peut toutefois être variable et avoir une valeur moyenne donnée ou comprise dans une plage de valeurs donnée. Comme précédemment indiqué, le régime de charge est de préférence compris entre C/3 et 1 C. La charge se fait généralement à courant constant mais on peut envisager de réaliser une charge à courant non constant. La décharge se fait de préférence à courant constant, compris entre C/3 et 1 C, ou avec un profil de courant non constant mais ayant une valeur moyenne faible, comprise entre C/3 et 1 C (le « régime » de la batterie étant caractérisé par cette valeur moyenne de courant de décharge). By "given regime" is meant that the charging or discharging current has predefined characteristics. Advantageously, it is constant and equal to a given value. It can however be variable and have a given average value or within a given range of values. As previously indicated, the charging regime is preferably between C / 3 and 1 C. Charging is generally at a constant current but it is possible to envisage charging with a non-constant current. The discharge is preferably at constant current, between C / 3 and 1 C, or with a non-current profile. constant but having a low average value, between C / 3 and 1 C (the "regime" of the battery being characterized by this average value of discharge current).
Dans ce cas, le dispositif d'estimation d'un indicateur d'état de santé SOH d'une batterie lithium caractérisée par une signature thermique relative à une charge, ou une décharge, de la batterie à un régime donné, comprend : In this case, the device for estimating a health status indicator SOH of a lithium battery characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a given rate, comprises:
- un premier module de calcul d'une durée caractéristique d(t) entre un premier instant caractéristique t d'une phase charge, ou de décharge, de la batterie à un régime donné ;  a first module for calculating a characteristic duration d (t) between a first characteristic instant t of a charge phase, or a discharge phase, of the battery at a given speed;
- un deuxième module de calcul d'une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOH(t) = 100 - (ASOC(t0) - ASOCÇt)), OÙ o ASOC(t) est égal à 100. ^, dtot représentant la durée totale a second module for calculating an estimate of the health status indicator of the battery by the relation SOH (t) = 100 (ASOC (t 0 ) - ASocÇt)), where o ASOC (t) is equal to 100. ^, d tot representing the total duration
"tôt  "early
de la phase de charge, ou de décharge, en début de vie de la batterie,  charging, or discharging phase, at the beginning of battery life,
o AS0C(to) est égal à 100. ^^ , t0 représentant un instant de o AS0C (t o ) is equal to 100. ^^, t 0 represents a moment of
"tôt  "early
début de vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. early life of the battery and d (t 0 ) having a predetermined value.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé d'estimation d'un indicateur d'état de santé (SOH) d'une batterie lithium (1 ) caractérisée par une signature thermique relative à une charge, ou une décharge, de la batterie à un régime donné, caractérisé en ce qu'il comprend, durant une phase charge, ou de décharge, de la batterie au régime donné, une première étape de calcul d'une durée caractéristique d(t) de la signature thermique entre un premier instant caractéristique t de la phase de charge, ou de décharge, et un deuxième instant ultérieur caractéristique de la phase de charge, ou de décharge, et une deuxième étape de calcul d'une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOHÇt) = 100 - (AS0C(t„) - ASOCÇt)), où A method for estimating a health status indicator (SOH) of a lithium battery (1) characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a given speed, characterized in that it comprises, during a charging phase, or discharge phase, the battery at the given rate, a first step of calculating a characteristic duration d (t) of the thermal signature between a first characteristic instant t of the charging phase, or a discharge, and a second characteristic second time of the charging or discharging phase, and a second step of calculating an estimate of the health status indicator of the battery by the relation SOHct) = 100 - (AS0C (t ") - ASOCÇt)), where
- ASOC(t) est égal à 100. ^, dtot représentant la durée totale de la - ASOC (t) is equal to 100. ^, d tot represents the total duration of the
"tôt  "early
phase de charge, ou de décharge, en début de vie de la batterie, phase of charge, or discharge, at the beginning of the life of the battery,
- AS0C(to) est égal à 100. ^^ , t0 représentant un instant de début - AS0C (t o ) is equal to 100. ^^, t 0 representing a start time
"tôt  "early
de vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. of battery life and d (t 0 ) having a predetermined value.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend, durant une phase de charge CC à courant constant, une étape (E3) de détection d'une phase (q>i) d'augmentation de la température de la batterie (1 ) à partir d'un état de charge proche de 30%, compris entre 20% et 40%, et en ce que, lors de la première étape de calcul (E4 ; E8), on calcule au moins la durée caractéristique d(t) entre l'instant t de début de ladite phase (q>i) d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant ultérieur caractéristique de la phase de charge CC, et, durant la deuxième étape (E5 ;E9) de calcul, on estime l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation S0H t) = 100 - (AS0C(to) - ASOC t ), où Method according to the preceding claim, characterized in that it comprises, during a constant current DC charging phase, a step (E3) for detecting a phase (q> i) of increasing the temperature of the battery ( 1) from a state of charge close to 30%, between 20% and 40%, and that, during the first calculation step (E4; E8), at least the characteristic duration d is calculated ( t) between the start time t of said phase (q> i) of temperature increase from a state of charge close to 30% and a subsequent characteristic time of the charging phase CC, and during the second step (E5; E9) of calculation, the health status indicator of the battery is estimated by the relation S0H t) = 100 - (AS0C (t o ) - ASOC t), where
- ASOC(t) est égal à 100. ^, dcc représentant la durée totale de la phase de charge CC en début de vie de la batterie, - ASOC(t0) est égal à 100. , t0 représentant un instant de début de - ASOC (t) is equal to 100. ^, d cc representing the total duration of the DC charging phase at the beginning of battery life, ASOC (t 0 ) is equal to 100. t 0 represents a start time of
"ce  "this
vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. battery life and d (t 0 ) having a predetermined value.
3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit instant ultérieur caractéristique de la phase CC est l'instant de fin de la phase de charge CC et en ce que la première étape (E4) de calcul calcule une durée caractéristique d^t) entre l'instant t de début de ladite phase (φ^ d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et la deuxième étape de calcul (E5) calcule une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie (1 ) par la relation SOH^t) = 100 - (ASOC^ÎQ - ASOC^t)), OÙ ASOC^t) = 100.— et d-cc diCto) ayant une valeur prédéterminée.3. Method according to the preceding claim, characterized in that said characteristic subsequent instant of the phase CC is the end time of the charging phase CC and in that the first calculation step (E4) calculates a characteristic duration d t) between the start time t of said phase (φ ^ of temperature increase from a state of charge close to 30% and the end time of the charging phase CC, and the second step of computing (E5) calculates an estimate of the battery condition indicator (1) by the relationship SOH ^ t) = 100 - (ASOC ^ Î Q - ASOC ^ t)), where ASOC ^ t) = 100.- and d-cc diCto) having a predetermined value.
Figure imgf000026_0001
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Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit instant ultérieur caractéristique de la phase CC est un instant de transition entre une phase (φ2) de diminution de la température de la batterie (1 ), suivant ladite phase (q>i) d'augmentation à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale (φ3) d'augmentation de la température en fin de phase CC, et en ce que la première étape de calcul (E8) calcule une durée caractéristique d2 (t) entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température (q>i) et ledit instant de transition, et la deuxième étape de calcul (E9) calcule une estimation de l'indicateur d'état de charge de la batterie par la relation SOH2 {t) = 100 - {ASOC2 {tQ) - ASOC2 {t)), où Method according to claim 2 or 3, characterized in that said characteristic later instant of the phase CC is a moment of transition between a phase (φ 2 ) of decrease of the temperature of the battery (1), according to said phase (q> i) increasing from a state of charge close to 30%, and a terminal phase (φ 3 ) of increasing the temperature at the end of phase CC, and in that the first calculation step (E8) calculates a characteristic duration d 2 (t) between the start time t of said temperature increase phase (q> i) and said transition time, and the second calculation step (E9) calculates an estimate of the of battery charge status indicator by the relation SOH 2 {t) = 100 - {{ASOC 2 t Q) - ASOC 2 {t)), where
ASOC2 {t) = 100. ^ et ASOC2 (t0) = 100. d2 (t0) ayant une valeur prédéterminée. ASOC 2 {t) = 100. ^ and ASOC 2 (t 0 ) = 100. d 2 (t 0 ) having a predetermined value.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'indicateur d'état de santé estimé pour l'instant t est obtenu soit par l'estimation SOH-i (t), soit par l'estimation SOH2(t), selon que ledit indicateur d'état de santé est respectivement soit inférieur soit supérieur ou égal à un seuil prédéfini, ledit seuil étant compris entre 70% et 90%, notamment égal à 80%. Method according to the preceding claim, characterized in that the health status indicator estimated for the moment t is obtained either by the estimate SOH-i (t), or by the estimate SOH 2 (t), according to that said health status indicator is respectively less than or greater than or equal to a predefined threshold, said threshold being between 70% and 90%, in particular equal to 80%.
Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'on estime (E5) d'abord l'indicateur d'état de santé pour l'instant t par le calcul de SOH-i (t), on vérifie (E6) si la première estimation SOH-i(t) de l'indicateur d'état de santé est supérieur ou égal à un seuil prédéfini, compris entre 70% et 90%, notamment égal à 80%, puis on estime (E9) l'indicateur d'état de santé par le calcul de SOH2(t) si SOH-i (t) est supérieur ou égal au seuil prédéfini. Method according to one of claims 4 and 5, characterized in that it estimates (E5) first the health status indicator for the moment t by the calculation of SOH-i (t), it is verified (E6) if the first estimate SOH-i (t) of the health status indicator is greater than or equal to a predefined threshold, between 70% and 90%, in particular equal to 80%, then it is estimated (E9 ) the health status indicator by calculating SOH 2 (t) if SOH-i (t) is greater than or equal to the predefined threshold.
Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une opération initiale d'étalonnage (E0), mise en œuvre en début de vie de la batterie, comprenant, durant une phase de charge CC à courant constant, une étape (E02) de détection d'une phase (q>i) d'augmentation de la température de la batterie (1 ) à partir d'un état de charge proche de 30%, notamment compris entre 20% et 40%, une étape (E03) de calcul d'une première durée caractéristique d^to) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et de la durée totale dcc de la phase de charge CC en début de vie de la batterie. Method according to one of Claims 2 to 6, characterized in that it comprises an initial calibration operation (E0), implemented at the beginning of the battery life, comprising, during a constant current DC charging phase a step (E02) for detecting a phase (q> i) for increasing the temperature of the battery (1) from a state of charge close to 30%, especially between 20% and 40% , a step (E03) of calculating a first characteristic duration dt) between the start time t 0 of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and the instant end of the DC load phase, and the total duration of cc of the DC charging phase at the beginning of battery life.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'opération initiale d'étalonnage (E0) comprend une étape (E03) de calcul d'une deuxième durée caractéristique d2 (t0) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant de transition entre une phase (φ2) de diminution de la température de la batterie, suivant ladite phase (φ^ d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale (φ3) d'augmentation de la température en fin de phase de charge CC. Method according to the preceding claim, characterized in that the initial calibration operation (E0) comprises a step (E03) for calculating a second characteristic duration d 2 (t 0 ) between the start time t 0 of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and a transition time between a phase (φ 2) decreasing the temperature of the battery, according to said phase (φ ^ temperature increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase (φ 3 ) of increasing the temperature at the end of the charging phase CC.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie à un instant t est mis en œuvre par un système (4) de contrôle ou BMS de la batterie (1 ). 9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the estimate of the health status indicator of the battery at a time t is implemented by a system (4) control or BMS of the battery (1).
10. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la phase de charge CC est suivie d'une phase de charge CV à tension constante, la batterie étant chargée en mode CC/CV. 10. Method according to one of claims 2 to 9, characterized in that the DC charging phase is followed by a constant voltage CV charging phase, the battery being charged in CC / CV mode.
1 1 . Dispositif d'estimation d'un indicateur d'état de santé (SOH) d'une batterie lithium (1 ) caractérisée par une signature thermique relative à une charge, ou une décharge, de la batterie à un régime donné, caractérisé en ce qu'il comprend : 1 1. Device for estimating a health status indicator (SOH) of a lithium battery (1) characterized by a thermal signature relating to a charge, or a discharge, of the battery at a given speed, characterized in that 'He understands :
- un premier module (43) de calcul d'une durée caractéristique d(t) de la signature thermique entre un premier instant caractéristique t d'une phase charge, ou de décharge, de la batterie à un régime donné et un deuxième instant ultérieur caractéristique de la phase de charge, ou de décharge ;  a first module (43) for calculating a characteristic duration d (t) of the thermal signature between a first characteristic instant t of a charge phase, or a discharge phase, of the battery at a given speed and a second subsequent instant characteristic of the charge, or discharge phase;
- un deuxième module (44) de calcul d'une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation SOH(t) = 100 - (ASOC(t0) - ASOCÇt)), OÙ o ASOC(t) est égal à 100. ^, dtot représentant la durée totale a second module (44) for calculating an estimate of the health status indicator of the battery by the relation SOH (t) = 100 (ASOC (t 0 ) - ASocce)), where o ASOC ( t) is equal to 100. ^, d tot represents the total duration
"tôt  "early
de la phase de charge, ou de décharge, en début de vie de la batterie,  charging, or discharging phase, at the beginning of battery life,
o ASOC t0) est égal à 100. , t0 représentant un instant de o ASOC t 0 ) is equal to 100., t 0 represents a moment of
"tôt  "early
début de vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. early life of the battery and d (t 0 ) having a predetermined value.
1 2. Dispositif d'estimation d'un indicateur d'état de santé (SOH) d'une batterie lithium (1 ) selon la revendication 1 1 , caractérisé : 1. Device for estimating a health status indicator (SOH) of a lithium battery (1) according to claim 1 1, characterized by:
- en ce qu'il comprend un module (40) de détection, durant une phase de charge CC à courant constant de la batterie, d'une phase (φ^ d'augmentation de la température de la batterie à partir d'un état de charge de la batterie proche de 30%, compris entre 20% et 40%, - et en ce que le premier module de calcul (43) est agencé pour calculer au moins une durée caractéristique d(t) entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température et un instant ultérieur caractéristique de la phase de charge CC, et le deuxième module de calcul (44) est agencé pour estimer l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relation S0H t = 100 - (AS0C(to) - SOC t)), où in that it comprises a module (40) for detecting, during a phase of DC charging at constant current of the battery, a phase (φ ^ for increasing the temperature of the battery from a state of charge of the battery close to 30%, comprised between 20% and 40%, and in that the first calculation module (43) is arranged to calculate at least one characteristic time d (t) between the start time t of said temperature increase phase and a subsequent characteristic time of the charging phase CC, and the second calculation module (44) is arranged to estimate the indicator of health status of the battery by the relation S0H t = 100 - (AS0C (t o ) - SOC t)), where
o ASOCÇt) est égal à 100.—, dcc représentant la durée totale de o ASOCÇt) is equal to 100.-, d cc representing the total duration of
«ce  "this
la phase de charge CC en début de vie de la batterie,  the DC charging phase at the beginning of the battery life,
o ASOC t0) est égal à 100. , t0 représentant un instant de o ASOC t 0 ) is equal to 100., t 0 represents a moment of
«ce  "this
début de vie de la batterie et d(t0) ayant une valeur prédéterminée. 13. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier module de calcul (43) est agencé calculer une durée caractéristique d^t entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et le deuxième module de calcul (44) est agencé pour calculer une estimation de l'indicateur d'état de santé de la batterie par la relationearly life of the battery and d (t 0 ) having a predetermined value. 13. Device according to the preceding claim, characterized in that the first calculation module (43) is arranged to calculate a characteristic time d t between the start time t of said phase of temperature increase from a state charge close to 30% and the end time of the charging phase CC, and the second calculation module (44) is arranged to calculate an estimate of the health status indicator of the battery by the relation
SOH^t) = 100 - (ASOC^to - ASOC^t)), OÙ ASOC^t) = 100.— et ASOC^ÎQ) = 100. ^^, diCto) ayant une valeur prédéterminée. SOH (t) = 100 - (ASOC ^ to - ASOC (t)), where ASOC (t) = 100 - and ASOC ( Q ) = 100. ^^, diCto) having a predetermined value.
"ce  "this
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le premier module de calcul (43) est agencé pour calculer une durée caractéristique d2 (t) entre l'instant t de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant de transition entre une phase (φ2) de diminution de la température de la batterie, suivant ladite phase d'augmentation à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale (φ3) d'augmentation de la température en fin de phase de charge CC, et le deuxième module de calcul (44) est agencé pour calculer une estimation de l'indicateur d'état de charge de la batterie par la relation SOH2 {t) = 100 - (ASOC2 (t0) - ASOC2 t ), où14. Device according to one of claims 12 and 13, characterized in that the first calculation module (43) is arranged to calculate a characteristic duration d 2 (t) between the start time t of said increase phase temperature from a state of charge close to 30% and a moment of transition between a phase (φ 2 ) of decrease of the temperature of the battery, according to said phase of increase from a state of charge close 30%, and a terminal phase (φ 3 ) of increase of temperature at the end of the charging phase CC, and the second calculation module (44) is arranged to calculate an estimate of the state of charge indicator of the battery by the relation SOH 2 {t) = 100 - (ASOC 2 (t 0 ) - ASOC 2 t), where
ASOC2 (t) = 100.^ et ASOC2 (t0) = 100. d2 (t„) ayant une valeur prédéterminée. ASOC 2 (t) = 100. ^ and ASOC 2 (t 0 ) = 100. d 2 (t ") having a predetermined value.
15. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le deuxième module de calcul (44) est agencé pour estimer l'état de santé de la batterie pour l'instant t soit par l'estimation SOH-i(t), soit par l'estimation SOH2(t), selon que ledit indicateur d'état de santé est respectivement soit inférieur soit supérieur ou égal à un seuil prédéfini, ledit seuil étant compris entre 70% et 90%, notamment égal à 80%. 15. Device according to the preceding claim, characterized in that the second calculation module (44) is arranged to estimate the state of health of the battery for the time t either by the estimate SOH-i (t), or by the estimation SOH 2 (t), according to whether said health status indicator is respectively either less than or greater than a predefined threshold, said threshold being between 70% and 90%, in particular equal to 80%.
16. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que le premier module de calcul (43) est agencé pour mettre en œuvre une opération initiale d'étalonnage durant laquelle, pendant une phase de charge CC à courant constant en début de vie de la batterie, ledit premier module de calcul détecte une phase d'augmentation de la température de la batterie à partir d'un état de charge proche de 30%, notamment compris entre 20% et 40%, puis calcule une première durée caractéristique d^to) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et l'instant de fin de la phase de charge CC, et la durée totale dcc de la phase de charge CC. 17. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, durant l'opération initiale d'étalonnage, le premier module de calcul (43) est agencé pour calculer une deuxième durée caractéristique d2 (t0) entre l'instant t0 de début de ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30% et un instant de transition entre une phase de diminution de la température de la batterie, suivant ladite phase d'augmentation de température à partir d'un état de charge proche de 30%, et une phase terminale d'augmentation de la température en fin de phase de charge CC. 16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the first calculation module (43) is arranged to implement an initial calibration operation during which, during a constant current DC load phase in beginning of battery life, said first calculation module detects a phase of increasing the temperature of the battery from a state of charge close to 30%, especially between 20% and 40%, and then calculates a first characteristic time d ^ to) between the start time t 0 of said temperature increase phase from a state of charge close to 30% and the end time of the charging phase CC, and the duration dc total of the DC charging phase. 17. Device according to the preceding claim, characterized in that, during the initial calibration operation, the first calculation module (43) is arranged to calculate a second characteristic duration d 2 (t 0 ) between the instant t 0 beginning of said phase of temperature increase from a state of charge close to 30% and a moment of transition between a phase of decreasing the temperature of the battery, following said phase of temperature increase from a state of charge close to 30%, and a terminal phase of increasing the temperature at the end of the charging phase CC.
18. Système de contrôle d'une batterie lithium, caractérisé en ce qu'il intègre le dispositif selon l'une des revendications 1 1 à 17. 18. Control system of a lithium battery, characterized in that it integrates the device according to one of claims 1 1 to 17.
19. Véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une batterie lithium et un système de contrôle de la batterie selon la revendication 18. Electric or hybrid motor vehicle, comprising a lithium battery and a battery control system according to claim 18.
20. Dispositif nomade, comprenant une batterie lithium et un système de contrôle de la batterie selon la revendication 18. 20. A nomadic device, comprising a lithium battery and a battery control system according to claim 18.
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