Brevet FR2897161A1 — publié le 20070810

La présente invention concerne un système de recalage de l'état de charge d'une batterie de véhicule automobile. Avec l'augmentation rapide du nombre de consommateurs électriques embarqués à bord des véhicules automobiles, il devient indispensable de mettre en oeuvre une gestion intelligente de l'énergie électrique, à savoir du fonctionne-ment de l'alternateur et de la batterie du véhicule, afin d'éviter une décharge trop importante de cette batterie. Dans le cadre des projets marche-arrêt des moteurs thermiques des véhicules, qui est une nouvelle fonction appliquée sur ceux-ci qui sollicite fré- quemment la batterie de ce véhicule, il est en outre nécessaire de suivre l'état de charge de la batterie au cours du temps afin de mieux gérer l'énergie électrique et de garantir le démarrage et/ou le redémarrage du moteur du véhicule. A cet effet, on a déjà développé dans l'état de la technique, des estimateurs d'état de charge également appelés estimateurs SOC pour State of Charge . Le but de l'invention est de proposer des perfectionnements à un tel système d'estimation d'état de charge. A cet effet, l'invention a pour objet un système de recalage de l'information d'état de charge d'une batterie de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure de la tension au repos de la batterie et de sa température, des moyens de calcul à partir de ces informations et d'une cartographie correspondante, d'un état de charge statique théorique de la batte-rie, des moyens de comparaison de cet état de charge statique théorique à un état de charge estimé et mémorisé, pour si l'écart entre les deux états de charge est supérieur à une première valeur de seuil prédéterminée et si la variation de tension de la batterie pendant une période de temps prédéterminée est inférieure à une seconde valeur de seuil prédéterminée, recaler l'état de charge. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention : - le premier seuil prédéterminé est égal à environ 10% ; et - la période de temps prédéterminée est égale à au moins 6 heures. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 représente un schéma synoptique illustrant la structure générale d'un système de recalage selon l'invention ; et - la figure 2 illustre le principe de ce recalage. On a en effet illustré sur la figure 1, une batterie de véhicule automo- bile qui est désignée par la référence générale 1. Cette batterie est associée à des moyens de mesure de la tension au repos de cette batterie et à des moyens de mesure de sa température. Les moyens de mesure de tension sont désignés par la référence générale 2 tandis que les moyens de mesure de température sont désignés par la référence générale 3. Ces moyens de mesure sont reliés à des moyens de calcul à partir de ces informations et d'une cartographie correspondante, d'un état de charge statique théorique de la batterie, appelé SOC1 sur cette figure, les moyens de calcul étant désignés par la référence générale 4 et la cartographie correspon- dante étant stockée dans des moyens de mémorisation 5. La sortie de ces moyens de calcul est reliée à des moyens de comparaison désignés par la référence générale 6, de cet état de charge SOC1, c'est-à-dire de cet état de charge statique théorique de la batterie, à un état de charge estimé SOCe et mémorisé dans des moyens de stockage 7, pour, si l'écart entre ces deux états de charge est supérieur à un premier seuil prédéterminé, par exemple égal à 10% et si la variation de tension de la batterie pendant une période de temps prédéterminée, par exemple égale à au moins 6 heures, est inférieure à un second seuil prédéterminé, tel que cela est déterminé par des moyens correspondants 8, recaler l'état de charge en remplaçant la valeur de l'état de charge SOCe stockée dans les moyens 7, par la valeur de l'état de charge SOC1, c'est-à-dire de l'état de charge statique théorique, tel que déterminé à partir des moyens de calcul 4. Ainsi, pour par exemple une batterie au plomb de 12 volts, telle que couramment utilisée à bord des véhicules automobiles, l'état de charge statique théorique est calculé à partir de deux informations existantes qui sont la tension aux bornes de la batterie et la température de celle-ci. L'erreur visée sur cet état de charge au repos est de plus ou moins 10% au maximum par exemple dans une plage de fonctionnement allant de 60 à 100% d'état de charge et pour des températures de batterie allant de -30 C jus-qu'à +50 C. La stratégie de recalage prend alors en compte les phénomènes de relaxation de la batterie. Celle-ci est déterminée en suivant l'historique du fonc-5 tionnement de cette batterie en assurant un suivi périodique de la tension de la batterie au repos. A cet effet, on réveille le calculateur chargé de gérer la fonction état de charge et de mesurer la tension au repos de la batterie et la température de celle-ci. 10 Ces deux informations permettent à partir d'un abaque fournisseur, de calculer un état de charge statique théorique de batterie et ensuite de comparer cet état de charge statique théorique à un état de charge estimé, qui représente la dernière valeur de l'état de charge dynamique calculé et sauvegardé avant l'endormissement du calculateur. 15 Durant l'endormissement total du véhicule, ce calculateur est réveillé périodiquement afin de mesurer l'évolution de la tension et de la température. Le recalage de l'état de charge n'est pas effectué à chaque réveil du calculateur, mais peut être conditionné par un besoin en recalage si on détecte un écart supérieur à 10% entre l'état de charge estimé avant l'endormissement et 20 l'état de charge statique théorique calculé à partir de la tension de repos et de la température de la batterie et s'il est possible d'assurer ce recalage par exemple en détectant une relaxation de la batterie (batterie au repos depuis au moins 6 heures) par une analyse de l'historique de la variation de tension aux bornes de celle-ci comme cela est illustré sur la figure 2. 25 Une fois le recalage effectué, l'état de charge recalé est sauvegardé et permet de réinitialiser l'état de charge dynamique. De plus, en cas de consommation permanente trop importante ou d'un dysfonctionnement éventuel d'un consommateur, la tension mesurée aux bornes de la batterie peut ne pas être stable et sa variation peut être plus importante que 30 celle décrite précédemment. Le recalage, dans ce cas, ne pourra se faire et après plusieurs échecs de recalage, l'état de charge statique sera imposé à un seuil minimal, entraînant, au niveau de la gestion de l'énergie électrique du véhicule, un besoin de recharge de la batterie. Ceci permet alors d'éviter toute surestimation de l'état de charge en dynamique pouvant entraîner un échec de démarrage après un repos du véhicule. Ceci permet également de corriger une éventuelle dérive de l'état de charge dynamique de la batterie. En effet, au cours du temps, l'estimation de l'état de charge dérive légèrement, cette dérive étant due à différents phénomènes, tels que l'imprécision de la mesure de la tension de la batterie, l'imprécision de mesure de la température de la batterie, le vieillissement de celle-ci, un changement éventuel de batte- rie, des variations de rendement, etc. REVENDICATIONS 1. Système de recalage de l'information d'état de charge d'une batterie (1) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (2,3) de mesure de la tension au repos de la batterie et de sa température, des moyens (4) de calcul à partir de ces informations et d'une cartographie correspondante (5), d'un état de charge statique théorique (SOC1) de la batterie, des moyens (6) de comparaison de cet état de charge statique théorique (SOC1) à un état de charge estimé (SOCe) et mémorisé, pour si l'écart entre les deux états de charge est supérieur à une première valeur de seuil prédéterminée et si la variation de tension de la batterie pendant une période de temps prédéterminée est inférieure à une seconde valeur de seuil prédéterminée, recaler l'état de charge. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier seuil prédéterminé est égal à environ 10%. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pé-15 riode de temps prédéterminée est égale à au moins 6 heures.