Brevet FR2137038A1 — publié le 19721229

i 2137033 La présente invention ooncan.e un procécc de charge et de détection de la fin de charge d'une batterie d'accumulateurs. Dans les procédés connus de charge de batteries d'accumulateurs, on détecte er. particulier ia :in de charge lorsqua le potentiel des plaques et no-! kaftmen*: ce- .•>« négative atteint '.me va• sur prédéterminée, une telle valeur t v-î j.jr selon la tenp2;a*ur Dans de tels procédé , u« sec en ceu/-v t.r.u éJ c-.t tOd« de référence plongeant ou ni.se en communicat:.-'»; avu.* ■ ' éîoerrr.* yto u.„- 1s batterie. 10 'ju conçoit, donc que ai de rel? procédas pe.avùr-t Etre mis en oeuvre i*>ns d-:û fca Par ailleurs, la vaiaw 15 suite que ladite valeur être c.-.ucfca&mei*': réajustée au cours de chaque processus Ca charge, ce çy-;. entraîne* -i1 r . al ?pertes de temps et de sensibilité, la présent;; invenLion penre-u de eerasdiei a de tels iuccivénients. Elle a pour but on procédé per^ftsut de charger et de détecter aisément 20 et avec prë-isioc la fin de charge d'une batterie d'accumulateurs, un tel procédé étai;£ d'une mise en oeuvre particulièrement simple, tout en présentant une fiabilité élevee. L'invention a ucnc pour obje1: un procédé de charge et de détection de fin de ..£• -'-je ar,in? batterie d * accumulateurs au moyen d'un signal de charge 2b présentant vne varia •'lieu përiedicuy «r. "ion 'lu temps caractérisé par le l'ait que l'on détecte par des moyens appr^yriis le*» variations d'au moins un p^raioè'.res dy?it aip.r-ai de charge aodif.'ê après «.reversée de la batterie, dit 8i;;r»£.l f.9 réponse, lequel et t fonction de 1 ' fapëdencc opérationnelle de ladite Vat.terir, ;a fin de charge étant céterminé-s jej un:1 modification nota-30 ble do ? te *-sp.-nst:. D'au rer: caractéristiques et avantages de l'intention ressortent de la descripi:ot» qui suit donnée 3 titre d'exemple purener-t illustratif mais nullement ltiritatif er. réfërence aux dessins et schémas annexés dans lesquels : 'Lu f.&urc 1 représente tm dispositif mettant en oetvre le procédé -ie 35 charge et de détection de fin du charge selon l'invention, 1.& figure 2 .-représente iet caractéristique;. d'un signal de charge susceptible d'être utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention ainsi que le signal de réponse résultant. La .figure 3 représente la variation du signal de réponse de .a batterie 40 au cours de la charge. 71 17082 2 137038 On a représenté figure 1 un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, de charge et de détection de fin de charge d'une batterie 1, un tel dispositif comportant une alimentation 2 en courant puisé de très basse fréquence de rémanence comprise de préférence entre 0,1 et 0,01 Hertz, 5 le signal de réponse de ladite batterie, en l'occurrence la tension, étant observé au moyen d'un voltmètre à faible constante de temps 3 et (ou) enregistré par un oscilloscope 4. La courbe A de la figure 2 représente en fonction du temps t l'intensité i du signal de charge puisé périodiquement selon une fréquence de rémanen-10 ce de l'ordre de quelques dixièmes à quelques centièmes de Hertz, l'intensité variant entre une valeur positive I et une valeur négative I , (ou une valeur nulle éventuellement) n'excédant pas 10 à 20 % de la valeur positive. Par ailleurs, on a désigné respectivement par T+ et T les durées de la phase positive et de la phase négative dudit signal, de telles valeurs pouvant 15 d'ailleurs être égales. La courbe B illustrée également figure 2 montre la forme correspondante du signal de réponse V de la batterie en fonction du temps t au cours de la charge, l'amplitude de la partie alternative d'un tel signal étant désignée par v et sa valeur moyenne par V. 20 On a représenté figure 3 la variation du signal de réponse de la batterie au cours de la charge en l'occurrence la tension V en fonction du temps t. On voit sur le graphique que l'amplitude v du signal de réponse décroit tout d'abord depuis l'origine jusqu'au temps tl, une telle diminution correspondant en début de charge à la stabilisation des cinétiques des électrodes. 25 Puis au cours de la charge c'est-à-dire dans l'intervalle de temps tl à t2, ladite amplitude v conserve une valeur sensiblement constante tandis que la valeur de la tension moyenne V croit régulièrement. A partir du temps t2, on constate d'une part une augmentation relativement rapide de l'amplitude v ainsi que de la valeur moyenne V du signal de 30 réponse et d'autre part un changement de forme dudit signal, une telle variation se poursuivant jusqu'au temps t3 ou l'amplitude v atteint une valeur de l'ordre du double de la valeur en charge. Cette zone qui correspond à la variation de l'impédance percussionnelle de l'élément liée au changement.de cinétique de l'électrode précède la zone de dégagement gazeux notable se pro-35 duisant à partir du temps t3 dans laquelle l'amplitude v garde une valeur sensiblement constante. Le processus de charge pourra donc avantageusement être interrompu dans l'intervalle de temps t2 à t3. En ce qui concerne la variation de forme du signal de réponse respecti-40 vement au cours de la charge et dans la zone de changement de cinétique de v 71 17082 3 M-37038 1'électrode, celle-ci est aisément décelable par observation visuelle. Une telle variation peut d'ailleurs être encore amplifiée, en augmentant éventuellement les durées T+ et T du signal de charge. Il est également possible d'effectuer la charge au moyen d'un courant 5 continu superposé à une excitation sinusoïdale de très basse fréquence et n'excédant pas 1 à 10 Hertz présentant une amplitude de tension de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de millivolts, la détection pouvant être effectuée au moyen d'un voltmètre à faible constante de temps ou par une méthode de Lissajous. 10 On va décrire dans ce qui suit un exemple concret de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. C'est ainsi que la charge d'une batterie scellée de façon étanche, présentant une capacité maximale de 4,8 Ah a été conduite en mettant en oeuvre pendant 4 heures 4,5 heures environ, un courant ou signal puisé selon une 15 fréquence de rémanence de 0,05 Hertz, la valeur positive de l'intensité I+ étant de 2A, tandis que sa valeur négative I était nulle. .Par ailleurs on a adopté pour les durées des phases positives et nulles des temps T+et T égaux de l'ordre de 10 sec., le courant moyen étant donc de 1A. La fin de charge a été détectée par la variation rapide de l'amplitu-20 de v du signal de réponse et par son changement de forme. Le courant de charge a été interrompu à cet instant, la batterie ayant acquis alors une capacité de l'ordre de 4 à 4,5 Ah. Une charge a été réalisée sur une batterie de mêmes caractéristiques nominales mais en utilisant une intensité I+de 8A pendant 1 heure seulement. 25 Des résultats similaires aux précédents ont été obtenus dans ce cas. Ainsi qu'il a été précédemment mentionné, la mesure de la variation du signal de réponse peut être réalisée dans le cas d'un courant de charge puisé au moyen d'un oscilloscope ou d'un voltmètre à faible constante de temps. De plus, un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention 30 peut être très aisément automatisé. Il suffit par exemple d'associer audit dispositif un relais voltmétrique différentiel interrompant le courant de charge lorsque le signal de réponse atteint une amplitude de l'ordre de 1,3 à 2 fois celle en charge normale. Le procédé objet de l'invention qui met en oeuvre les variations de 35 cinétique des électrodes et non leurs caractéristiques intrinsèques telles que la structure, le traitement de formation et autres, permet en conséquence de détecter très aisément la fin de charge d'une batterie d'accumulateurs, notamment d'une batterie du type scellé. De plus l'utilisation d'un signal puisé permet d'améliorer le rendement 40 de la charge tout en diminuant son temps par suite des fortes intensités de 71 17082 4 2137038 charges admissibles en régime impulsionnel. Le procédé objet de l'invention est avantageusement mis en oeuvre dans l'industrie des accumulateurs. Bien que le procédé qui vient d'être décrit paraisse le plus avanta--geux pour la mise en oeuvre de l'invention dans une situation technique particulière, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de celle-ci, certaines de ses opérations pouvant être remplacées par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. 71 17082 5 2137038 REVENDICATIONS 1/ Procédé de charge et de détection de fin de charge d'une batterie d'accumulateurs au moyen d'un signal de charge présentant une variation périodique en fonction du temps caractérisé par le fait que l'on détecte par des moyens 5 appropriés les variations d'au moins un des paramètres dudit signal de charge modifié après traversée de la batterie, dit signal de réponse, lequel est fonction de l'impédance opérationnelle de ladite batterie, la fin de charge étant déterminée par une modification notable de ladite réponse. 2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit signal 10 de charge comporte deux composantes, une première composante continue, et une deuxième composante sensiblement sinusoïdale d'amplitude notablement plus faible et de très basse fréquence. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite fréquence est de préférence au plus égale sensiblement à 10 Hertz. 15 4/ Procédé selon la revendicationl caractérisé par le fait que ledit signal de charge comporte une seule composante puisée périodiquement dans le temps selon une très basse fréquence de rémanence. 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite fréquence de rémanence est comprise de préférence sensiblement entre 0,1 et 0,01 20 Hertz. 6/ Procédé selon l'une des revendications 4 et 5 caractérisé par le fait que ledit signal de charge présente une amplitude positive sensiblement supérieure à son amplitude négative. 7/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que 25 l'on détecte la variation de la valeur moyenne du signal de réponse de la batterie. 8/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que l'on détecte la variation de l'amplitude de la partie alternative du signal de réponse de la batterie. 30 9/ Procédé selon l'une des revendications I à 5 caractérisé par le fait que l'on détecte la variation de la forme de la partie alternative du signal de réponse de la batterie. 10/ Procédé selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé par le fait que ledit signal de réponse est la tension de la batterie, le signal de charge 35 étant l'intensité. 11/ Procédé selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé par le fait que ledit signal de réponse est l'intensité de la batterie, ledit signal de charge étant la tension. 12/ Procédé selon l'une des revendications 7 à 11 caractérisé par le fait que 40 ledit signal de réponse de la batterie est mesurée au moyen d'un galvanomètre 71 17082 6 2137038 à faible constante de temps. 13/ Procédé selon l'une des revendications 7 à 11 caractérisé par le fait que ledit signal de réponse de la batterie est mesuré au moyen d'un oscilloscope. 14/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que ledit signal de charge est interrompu automatiquement au moyen d'un relais différentiel analogue.