Brevet FR2208200A1 — publié le 19740621

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour indiquer l'état de charge d'une batterie d'accumulateurs, notamment d'accumulateurs au plomb. On sait que la densité de l'électrolyte d'une batterie d'accumulateurs varie en fonction de l'état de sa charge et on connait des dispositifs permettant de définir ce dernier à partir de mesures de densité. Ces dispositifs sont peu pratiques et non automatiques. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et de mettre en oeuvre un procédé simple pour indiquer avec précision le taux de décharge d'une batterie d'accumulateurs. Le procédé selon l'invention est remarquable notamment par le fait que l'on évalue la différence entre la tension en circuit ouvert mesurée après stabi lisat n-sur la batterie à l'état de pleine charge et la tension en circuit ouvert mgsurée sur la batterie déchargée, cette différence étant une fonction linéaire du taux de décharge. L'inuention a également pour objet un dispositif permettant la mise en oeuvra du-proofidX ci-dessus et comportant - un dispositif de référence pour fournir une tension proportionnelle à la tension mesurée sur la batterie à l'état de pleine charge - un comparateur relié dune part audit dispositif de référence et d'autrs part aux bornes de ladite batterie - un indicateur étalonné connecté à la sortie dudit comparateur. Les organes de ce dispositif sont avantageusement alimentés par la batterie elle-meme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description suivante qui sera faite à l'aide du dessin annexé donné à titre illustratif mais nullement limitatif et dans lequel la figure 1 illustre des courbes représentatives des variations de la tension V en circuit ouvert d'une batterie d'accumulateurs au plomb, de tension nominale 12 volts, en fonction de son taux de décharge r pour trois valeurs dl, d2. d3, de la densité d'électrolyte; - la figure 2 est un schéma général d'un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. - la figure 3 est un schéma de réalisation pratique du dispositif de la figure 2; - la figure 4 illustre une variante du schéma du dispositif de la figure 2. L'explication et les avantages du procédé de mesure selon l'invention apparaissent sur la figure 1 où l'on constate que la tension en circuit ouvert V d'une batterie d'accumulateurs au plomb est une fonction linéairement décroissants de son taux de décharge T. au moins jusqu'à un taux de décharge de 80 t. On constate également que de faibles différences de densité d de l'électrolyte susceptibles d'exister dans une batterie pleinement chargée entrainent un deplace- ment important parallèlement à elle-mme de la droite représentative des variations de la tension V en circuit ouvert de la batterie en fonction de son état de décharge T. Exemple numérique V varie entre 11,75 volts et 13 volts ; T varie entre O et 80 Les trois droites illustratives des variations de V en fonction de correspondent à trois valeurs de la densité d dl = 1,290 d2 = 1,270 d3 = 1,250 La densité d'une batterie pleinement chargée pouvant par exemple être comprise entre 1,25 et 1,29, il est impossible de déterminer son taux de décharge en mesurant directement sa tension en circuit ouvert. Mais on a trouvé que la différence entre la tension stabilisée en circuit ouvert mesurée sur la batterie à l'état de pleine charge et la tension en circuit ouvert mesurée sur la batterie déchargée permettait d'obtenir une fonction linéaire du taux de décharge pratiquement indépendante des différences de densité d'acide précitées. L'évaluation de cette différence constitue donc une détermination simple et précise du taux de décharge. La figure 2 est un schéma général d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé ci-dessus afin de déterminer l'état de charge d'une batterie 5. Un dispositif de référence 1 fournit une tension de référence égale ou pro portionnelle à la tension en circuit ouvert de la batterie Spleinement chargée, mesurée après stabilisation; il est relié à un comparateur 2 dont une autre entrée est connectée aux bornes de la batterie 5, et qui détermine la différence entre la tension de référence issue du dispositif de référence 1 et la tension en circuit ouvert de la batterie 5 déchargée ou une valeur proportionnelle à cette tension. La sortie du comparateur 2 est reliée à un amplificateur 3, lui mems relié à un indicateur de charge étalonné 4. Les organes 1, 2, 3, 4 sont avantageusement alimentés par la batterie 5 elle-meme. Sur le schéma, les liaisons fonctionnelles entre les organes 1, 2, 3, 4 sont indiquées en traits forts et les liaisons d'alimentation de ces organes à la batterie sont indiquées en traits fins. La figure 3 illustre en détail un exemple de réalisation du dispositif de la figure 2, présentant l'avantage d'être particulièrement simple, précis, peu coûteux, et peu encombrant. Les différents organes de ce dispositif sont alimentis par la batterie 5 elle-meme. Le dispositif de référence est constitué par un transistor Tt monté de la facon suivante : sa base est "en l'air", son émetteur E est relié au pôle positif de la batterie 5 et son collecteur C est relié au pôle négatif par l'intermédiaire d'une résistance RI en série. La caractéristique d'un tel montage est telle que la tension VEC obtenue aux bornes du transistor T1 est stabilisée. Entre ces bornes -est branché un potentiomètre comportant une résistance réglable R2 et permettant de définir une tension VA de référence proportionnelle à la tension de la batterie 5 en circuit ouvert, à l'état de pleine charge. Une telle tension est appliquée à l'émetteur d'un transistor T2 constituant un circuit comparateur. La base 8 de T2 est reliée d'une part au pole positif de la batterie 5 par l'intermédiaire d'une résistance R3 et d'autre part au pôle négatif de la batterie 5 par l'intermédiaire d'une résistance R4. Le transistor T2 est bloqué dès que la différence entre les tensions VA et VB est inférieure à sa tension baseémetteur. Le collecteur de T2 est relié à un amplificateur constitué par un transistor T3 dont le collecteur est relié- à un indicateur de charge étalonné 13, par exemple un voltmètre thermique ou un galvanomètre électromagnétique. La figure 4 illustre une variante de branchement de 1 'indicateur de charge étalonné 13, lorsque la batterie 5 est munie d'un voltmètre ou d'un ampèremètre indicateur de sa tension ou de son courant de charge : c'est le cas par exemple des batteries ds démarrage montées dans les automobiles. Un interrupteur poussoir 14 est disposé de façon à raccorder le pôle positif de la batterie 5 - soit en position de repos, à l'indicateur 13 par l'intermédiaire d'une résistance R5 choisie pour une utilisation optimale de tout le cadran de l'indicateur 13 qui fournit alors une valeur de la tension ou de l'intensité de la charge - soit, en position d'enclenchement, au point k représenté sur le schéma de la figure 3, de manière que l'indicateur 13 fournisse une indication de l'état de la charge. - Bien entendu, le dispositif de la figure 3 n'a été donné qu'à titre d'exemple. On pourra, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer certains circuits par des circuits équivalents. En particulier, il est possible de remplacer le transistor T1 par une diode Zener, d'utiliser comme comparateur tout système de verrouillage électronique déclenché pour une différence de tension réglable. Si l'indicateur 13 est suffisamment sensible, il peut être branché directement à la sortie du comparateur. Un tel indicateur peut être également du type à relais ou à lampes. REVENDICATIDNS 1/ Procédé pour indiquer l'état de charge d'une batterie d'accumulateurs, caractérisé par le fait que l'on évalue la différence entre la tension en circuit ouvert mesurée après stabilisation sur la tatterie à l'état de pleine charge, et la tension en circuit ouvert mesurée sur la batterie déchargée, cette différence étant une fonction linésire.du taux de décharge. 2/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte - un dispositif de référence pour fournir une tension proportionnelle à ladite tension mesurée après stabilisation, - un comparateur relié d'une part audit dispositif de référence et d'autre part aux bornes de ladite batterie, - un indicateur étalonné connecté à la sortie dudit comparateur. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit dispositif de référence, ledit comparateur et ledit indicateur étalonné sont alimentés par ladite batterie. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit dispositif de référence comporte un transistor monté la base "en l'air" et en inverse sur ladite batterie. 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit transistor est monté sur un potentiomètre. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que ledit indicateur étalonné est un ampèremètre utilisé pou mesurer le courant de charge de ladite batterie. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que ledit indicateur étalonné est un voltmètre utilisé pour mesurer la tension de charge de ladite batterie.