Brevet FR2719953A1 — publié le 19951117

A APPAREIL ET PROCEDE DESTINES A ENTRETENIR LA CHARGE D'UNE BATTERIE Domaine de l'invention La présente invention concerne généralement le domaine de la charge de batterie, et plus particulièrement, l'entretien de la charge d'une batterie Contexte de l'invention L'utilisation croissante de dispositifs de télécommunication. portatifs comportant des batteries rechargeables plus récentes crée une demande pour des chargeurs de batterie améliorés. Des exemples de tels dispositifs de télécommunication sont les radiotéléphones, les radios et les modems. Un chargeur de batterie typique charge à une grande intensité nominale jusqu'à ce que la batterie soit presque chargée, puis réduit le régime de charge à une faible charge d'entretien ou charge lente. Il est imporzant que le chargeur de batterie passe de la grande intensité nominale au régime lent au moment approprié, ou la vie cyclique de la batterie risaue d'--e réduite. Le moment de changement est habizuellemenz déterminé en surveillant la temaérature de la batterie. Les nouvelles batteries à l'hydrure de nickel métallique (NiMH) perdent typiquement leur charge sur une longue période, même lorsqu'elles ne sont pas utilisées. Typiquement, le régime lent est utilisé pour maintenir la batterie complètement chargée jusqu'à ce qu'elle soit utilisée. Cependant, les fabricants de batteries au NiMH suggèrent que l'utilisation d'une charge lente réduit la vie cyclique de la batterie. Ainsi, il y a une demande pour un appareil et un procédé destinés à entretenir la charge de batteries au NiMH sans réduire la vie cyclique de la batterie. Brève description des dessins La figure 1 est un schéma de principe d'un chargeur de batterie avec une batterie; et la figure 2 est un organigramme d'un procédé destiné à entretenir la charge d'une batterie. Description détaillée des dessins La figure 1 est un schéma simplifié d'un chargeur de batterie 10 et d'une batterie 12. Le chargeur de batterie 10 peut être du type autonome, ou peut être interne à un dispositif tel qu'un téléphone cellulaire. Le chargeur de batterie 10 comporte une alimentation électrique 14 et un régulateur de puissance 15 destinés à fournir un courant de charge à la batterie 12. Le régulateur de puissance 15 fournit également une puissance régulée à un microprocesseur 16. Le microprocesseur 16 commande le courant de charge fourni à la batterie 12 par l'alimentation électrique 14 au moyen du régulateur de puissance 15. Le microprocesseur 16 surveille la température ou la tension de la batterie 12 pour déterminer la quantité correcte de courant de charge à appliquer à la batterie 12. La batterie 12 a une thermistance 18 incorporée que le microprocesseur 16 utilise pour déterminer la température de la batterie. Le chargeur de batterie 10 a une pluralité de modes de charge. Un mode de charge rapide est utilisé pour recharger la batterie. Le microprocesseur 16 amorce le mode de charge rapide en envoyant un signal de début au régulateur de puissance 15. Pendant le mode de charge rapide, un courant de charge important est appliqué & la batterie. Ce courant est d'environ un ampère pour les grandes batteries. Si le mode de charge rapide est appliqué pendant trop longtemps, il risque de réduire la vie cyclique de la batterie. Pour éviter cela, le chargeur de batterie 10 peut utiliser divers procédés pour déterminer le moment o il doit mettre fin au mode de charge rapide. Un procédé consiste à déterminer si la température de la batterie dépasse une certaine limite et à mettre fin au mode de charge rapide lorsque la limite est dépassée. Un autre procédé est de surveiller la modification de la température de la batterie pendant une période déterminée. Si la température de la batterie augmente de plus d'une quantité déterminée, il est mis fin au mode de charge rapide. Le microprocesseur 16 surveille la température de la batterie ou la tension de la batterie en utilisant l'un de ces procédés, et détermine le moment o la batterie 12 est complètement chargée. Lorsque la batterie 12 est complètement chargée, le microprocesseur 16 envoie un signal d'arrêt au régulateur de puissance 15 et le courant de charge est arrêté. Une fois qu'il a été mis fin au mode de charge rapide, un mode de charge lente est utilisé pour s'assurer que la batterie reste complètement chargée jusqu'à ce qu'elle soit utilisée. Le microprocesseur commence la charge lente en envoyant un signal de charge d'entretien au régulateur de puissance 15. Le mode de charge lente utilise de faibles courants d'environ dix-huit milliampères. Le mode de charge lente est nécessaire pour les batteries au NiMH car elles perdraient typiquement leur charge sur une longue période, même sans être utilisées. Malheureusement, les fabricants de batteries au NiMH conseillent de ne pas charger les batteries au NiMH en charge lente car cela réduit la vie cyclique de la batterie. L'utilisation de l'appareil et du procédé décrits dans le présent document permet de charger la batterie en charge lente sans réduire la vie cyclique de la batterie. L'invention comporte un appareil et un procédé destinés à vérifier la température ambiante tandis que la batterie est en mode charge lente et charger seulement lorsque la température ambiante est inférieure & un certain seuil. Le microprocesseur 16 arrête la charge lente jusqu'à ce que la température ambiante soit inférieure au seuil en envoyant un signal de pause au régulateur de puissance 15. La figure 2 est un organigramme de l'algorithme que le microprocesseur 16 utilise pour charger en charge lente la batterie 12 sans réduire la vie cyclique de la batterie. A la case 100 la charge rapide est terminée en fonction d'un critère déterminé tel que ceux présentés ci-dessus. La charge lente est ensuite appliquée à la batterie 12 pendant une période de douze heures, comme indiqué à la case 102. Ensuite, aucune charge n'est appliquée à la batterie 12 pendant une période de trente minutes, comme indiqué à la case 104. Cela laisse à la batterie assez de temps pour se refroidir à température ambiante. Puis la température de la batterie 12 est mesurée, à la case 106, et elle sera la même que la température ambiante. A la case 108, la température de la batterie est comparée à un seuil qui est représenté de 30 C sur la figure 2. Si C a été choisi à des fins d'illustration, il est considéré que toute température jusqu'à 45 C peut être utilisée. Si la température de la batterie est supérieure à 30 C, alors aucune charge n'est appliquée & la batterie pendant douze heures, comme indiqué à la case 110. De la case 110, l'algorithme passe à la case 106 o la température de la batterie est à nouveau mesurée. Si la température de la batterie à la case 108 n'est pas supérieure à 30 C, alors l'algorithme passe à la case 102 et la charge lente est appliquée pendant douze heures. Les périodes choisies sur la figure 2 peuvent être modifiées sans affecter de manière significative la performance de l'invention. La période de charge lente de douze heures peut être prolongée à quatorze heures par exemple. Toutefois, de plus longues périodes risquent de charger la batterie en charge lente, lorsque la température ambiante est supérieure à la température de seuil, et de réduire la vie cyclique de la batterie. La période de charge lente peut être réduite par exemple à deux heures, ce qui a pour conséquence que la batterie n'est pas chargée autant étant donné que la batterie doit se refroidir à température ambiante avant que la température puisse être testée, et cette période de refroidissement est essentiellement indépendante de la période de charge lente. La période d'attente, à la case 104, de trente minutes, a été choisie pour être la quantité de temps minimum nécessaire pour garantir que la batterie s'est refroidie à température ambiante. Ce temps pourrait évidemment être allongé, mais cela diminuerait le temps pendant lequel la batterie est chargée en charge lente, et augmenterait le risque que la batterie ne soit pas complètement - chargée quand nécessaire. En d'autres termes, la période de charge peut être de trente minutes ou plus. La période d'attente, à la case 110, peut également être modifiée, de aucune attente à quatorze heures ou plus. Si la période d'attente est notablement réduite, le seul résultat est que la température de la batterie est plus souvent échantillonnée. Attendre de plus longues périodes peut signifier que la batterie AO n'est pas chargée en charge lente quand elle le pourrait sans réduire la vie cyclique de la batterie. Il a été décrit un appareil et un procédé destinés à entretenir la charge d'une batterie au NiMH qui ne __ réduit pas la vie cyclique de la batterie. Cela--est -5 accompli par un chargeur de batterie ayant un microprocesseur exécutant un processus qui ne charge une batterie en charge lente que lorsque la température ambiante est inférieure à un niveau seuil. Revendications 1. Appareil destiné à entretenir la charge d'une batterie (12) comprenant une thermistance (18) destinée à mesurer la température de la batterie, l'appareil comportant: une alimentation électrique (14) destinée à appliquer une charge lente à la batterie (12); un régulateur de puissance (15), couplé à l'alimentation électrique (14) et à la batterie (12), destiné à réguler la charge lente de la batterie (12); et un processeur (16), couplé au régulateur de puissance (15) et à la thermistance (18), destiné à commander le régulateur de puissance (15), caractérisé en ce que la charge lente est appliquée à la batterie (12) en fonction de la température de la batterie. 2. Appareil suivant la revendication 1, dans lequel l'alimentation électrique (14) applique la charge lente pendant une première période prédéterminée et caractérisé en outre en ce que l'alimentation électrique (14) arrête ensuite l'application de la charge lente pendant une deuxième période prédéterminée de sorte que la température de la batterie descende au niveau de la température ambiante avant que la température de la batterie soit mesurée. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en outre en ce que, après que la température de la batterie a été mesurée et si la température de la batterie n'est pas supérieure à une température prédéterminée, l'alimentation électrique (14) applique une charge lente à la batterie (12) pendant la première période prédéterminée. 4. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en outre en ce que, après que la température de la batterie a été mesurée et si la température de la batterie est supérieure à une température prédéterminée, l'alimentation électrique (14) arrête d'appliquer la charge lente pendant une troisième période prédéterminée avant de mesurer a nouveau la température de la batterie. 5. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en outre en ce que la batterie (12) à charger est une batterie au NiMH. 6. Procédé destiné à entretenir la charge d'une batterie (12), caractérisé par les étapes consistant à: (a) appliquer une charge lente à la batterie (12) à partir d'une alimentation électrique (14) pendant une période de charge lente prédéterminée; (b) arrêter d'appliquer la charge lente pendant une première période de non-charge prédéterminée de sorte que la température de la batterie descende au niveau de la température ambiante avant que la température de la batterie soit mesurée; (c) mesurer la température de la batterie; (d) si la température de la batterie mesurée est supérieure à une température prédéterminée, ne pas appliquer de charge pendant une deuxième période de non-charge prédéterminée, avant de revenir à l'étape (c); et (e) si la température de la batterie mesurée n'est pas supérieure à une température prédéterminée, revenir alors à l'étape (a). 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en outre en ce que la température prédéterminée peut aller de 30 à 45 degrés Celsius. 8. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en outre en ce que la deuxième période de non-charge prédéterminée peut aller de zéro à quatorze heures. 9. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en outre en ce que la période de charge lente prédéterminée peut aller de deux à quatorze heures. 10. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en outre en ce que la première période de charge prédéterminée peut être de trente minutes ou plus.