Brevet FR3075395A1 — publié le 20190621

B16359 - DD18170 1 PROCEDE DE DETERMINATION DU COURANT DE DECHARGE MAXIMAL APPLICABLE A UNE CELLULE LITHIUM-ION A UNE TEMPERATURE DONNEE Domaine La presente demande concerne le domaine des batteries electriques de facon generale, et vise plus particulierement un procede permettant de determiner le courant de decharge maximal 5 applicable a une cellule lithium-ion a une temperature donnee. Exposé de fart anterieur Certains systemes necessitent des batteries electriques capables de fournir des courants de decharge relativement eleves a des temperatures relativement basses, typiquement des 10 temperatures negatives. La technologie lithium-ion est bien adaptee a de telles conditions de fonctionnement. Toutefois, a basse temperature, pour un type de cellule lithium-ion donne et pour une temperature de fonctionnement donnee, it existe un courant de decharge maximal a ne pas depasser sous peine de bloquer 15 la decharge de la cellule ou d'endommager la cellule. Ce courant de decharge maximal n'est generalement pas indique par les fabricants de cellules, et sa determination necessite des essais de caracterisation relativement lourds a mettre en oeuvre. Il serait souhaitable de pouvoir disposer d'un procede 20 plus simple a mettre en oeuvre que les procedes connus pour B16359 - DD18170 2 determiner le courant de decharge maximal applicable a une cellule lithium-ion a une temperature donnee. Résumé Ainsi, un mode de realisation prevoit un procede de 5 determination, au moyen d'un dispositif electronique de traitement de donnees, du courant de decharge maximal ImAx applicable a une cellule lithium-ion a une temperature donnee, a partir d'une pluralite de courbes de decharge de la cellule a ladite temperature et sous des courants de decharge distincts inferieurs 10 au courant Imo, ce procede comprenant les 6-tapes suivantes : a) pour chaque courbe de decharge, determiner une valeur de tension UMIN correspondant a un premier minimum local de la courbe de decharge ; b) determiner, par extrapolation a partir de la 15 pluralite de valeurs UMIN determinees a l'etape a), une fonction f continue representative de l'evolution de la valeur UMIN en fonction du courant de decharge a ladite temperature ; et c) determiner le courant ImAx a partir de la fonction f. Selon un mode de realisation, a l'etape b), la fonction 20 f est determinee par regression polynomiale a partir de la pluralite de valeurs UMIN determinees a l'etape a). Selon un mode de realisation, la fonction f est un polynome d'ordre superieur ou egal a 2. Selon un mode de realisation, a l'etape c), le courant 25 de decharge maximal Iv applicable a la cellule a ladite temperature est determine par resolution de l'equation f(INIAX) =UTH, au UTH est un seuil de tension en dessous duquel la tension de la cellule ne doit pas descendre pour ne pas risquer de degrader la cellule. 30 Selon un mode de realisation, chaque courbe de decharge est une succession de valeurs de tension discretes mesurees aux bornes de la cellule pendant une phase de decharge de la cellule. Selon un mode de realisation, l'etape a) comprend, pour chaque courbe de decharge, les 6-tapes suivantes : B16359 - DD18170 3 al) determiner, par extrapolation a partir des valeurs de tension discretes de la courbe de decharge, une fonction continue representative de l'evolution de la tension aux bornes de la cellule pendant la phase de decharge ; et a2) determiner la valeur UMIN a partir de la fonction continue determinee a l'etape al). Selon un mode de realisation, pour chaque courbe de decharge, a l'etape al), la fonction continue est determinee par regression polynomiale a partir des valeurs de tension discretes 10 de la courbe de decharge. Selon un mode de realisation, pour chaque courbe de decharge, la fonction continue determinee a l'etape al) est un polynome d'ordre n, au n est le plus petit entier tel que, pour chaque courbe de decharge, le coefficient de correlation entre la 15 courbe de decharge et la fonction continue correspondante determinee a l'etape al) est superieur a 0,99. Selon un mode de realisation, la pluralite de courbes de decharge comprend au moms trois courbes de decharge. Selon un mode de realisation, la temperature est 20 inferieure a 5°C. Un autre mode de realisation prevoit un procede de commande d'une cellule lithium-ion, comprenant l'application a la cellule, a une temperature donnee, d'un courant de decharge sensiblement egal au courant maximal applicable, a ladite 25 temperature, determine par un procede tel que defini ci-dessus. Un autre mode de realisation prevoit une batterie electrique comprenant une cellule lithium-ion et un systeme de gestion adapte, a une temperature donnee, a appliquer a la cellule un courant de decharge sensiblement egal au courant maximal 30 applicable, a ladite temperature, determine par un procede tel que defini ci-dessus. Breve description des dessins Ces caracteristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en detail dans la description suivante B16359 - DD18170 4 de modes de realisation particuliers faite a titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est un diagramme representant, pour une temperature de fonctionnement donnee, des courbes de decharge 5 d'une cellule lithium-ion sous plusieurs courants de decharge distincts ; la figure 2 est un schema bloc d'un exemple d'un mode de realisation d'un procede de determination du courant de decharge maximal applicable a une cellule lithium-ion a une 10 temperature de fonctionnement donnee ; les figures 3, 4 et 5 sont des diagrammes illustrant plus en detail des exemples demise en oeuvre des 6-tapes du procede de la figure 2 ; et la figure 6 est un diagramme validant le fonctionnement 15 du procede de la figure 2. Description detainee De memes elements ont ete designes par de memes references dans les differentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracees a l'echelle. Par souci de clarte, 20 seuls les elements utiles a la comprehension des modes de realisation decrits ont ete representes et sont detailles. En particulier, la realisation pratique d'un dispositif de traitement adapte a mettre en oeuvre le procede decrit n'a pas ete detainee, la realisation d'un tel dispositif etant a la portee de l'homme 25 du métier a partir des indications fonctionnelles de la presente description. Sauf precision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient a 10 % pres, de preference a 5 % pres. La figure 1 est un diagramme representant, pour un type 30 de cellule lithium-ion donne et pour une temperature de fonctionnement donnee, quatre courbes de decharge Dl, D2, D3 et D4, sous respectivement quatre courants de decharge constants IREF1, IREF2, IREF3 et IREF4, avec 'REF' REVENDICATIONS1. Procede de determination, au moyen d'un dispositif electronique de traitement de donnees, du courant de decharge maximal ImAx applicable a une cellule lithium-ion a une temperature donnee, a partir d'une pluralite de courbes de decharge (Di) de la cellule a ladite temperature et sous des courants de decharge (IREFi) distincts inferieurs au courant Imo, ce procede comprenant les 6-tapes suivantes : a) pour chaque courbe de decharge (Di), determiner une valeur de tension UMIN correspondant a un premier minimum local 10 de la courbe de decharge ; b) determiner, par extrapolation a partir de la pluralite de valeurs UMIN determinees a l'etape a), une fonction f continue representative de l'evolution de la valeur UMIN en fonction du courant de decharge a ladite temperature ; et 15 c) determiner le courant ImAx a partir de la fonction f. 2. Procede selon la revendication 1, dans lequel, a l'etape b), la fonction f est determinee par regression polynomiale a partir de la pluralite de valeurs UMIN determinees a l'etape a). 20 3. Procede selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la fonction f est un polynome d'ordre superieur ou egal a 2. 4. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel, a l'etape c), le courant de decharge maximal IMAX applicable a la cellule a ladite temperature est determine 25 par resolution de l'equation f(ImAx) =UTH, ou UTH est un seuil de tension en dessous duquel la tension de la cellule ne doit pas descendre pour ne pas risquer de degrader la cellule. 5. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel chaque courbe de decharge (Di) est une succession 30 de valeurs de tension discretes mesurees aux bornes de la cellule pendant une phase de decharge de la cellule. 6. Procede selon la revendication 5, dans lequel l'etape a) comprend, pour chaque courbe de decharge (Di), les 6-tapes suivantes : B16359 - DD18170 13 al) determiner, par extrapolation a partir des valeurs de tension discretes de la courbe de decharge (Di), une fonction continue (di) representative de l'evolution de la tension aux bornes de la cellule pendant la phase de decharge ; et 5 a2) determiner la valeur UMIN a partir de la fonction continue (di) determinee a l'etape al). 7. Procede selon la revendication 6, dans lequel, pour chaque courbe de decharge (Di), a l'etape al), la fonction continue (di) est determinee par regression polynomiale a partir 10 des valeurs de tension discretes de la courbe de decharge (Di). 8. Procede selon la revendication 6 ou 7, dans lequel, pour chaque courbe de decharge (Di), la fonction continue (di) determinee a l'etape al) est un polynome d'ordre n, au n est le plus petit entier tel que, pour chaque courbe de decharge (Di), 15 le coefficient de correlation entre la courbe de decharge (Di) et la fonction continue (di) correspondante determinee a l'etape al) est superieur a 0,99. 9. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, dans lequel ladite pluralite de courbes de decharge (Di) 20 comprend au moms trois courbes de decharge. 10. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, dans lequel ladite temperature est inferieure a 5°C. 11. Procede de commande d'une cellule lithium-ion, comprenant l'application a la cellule, a une temperature donnee, 25 d'un courant de decharge sensiblement egal au courant maximal applicable, a ladite temperature, determine par un procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 10. 12. Batterie electrique comprenant une cellule lithium-ion et un systeme de gestion adapte, a une temperature donnee, a 30 appliquer a la cellule un courant de decharge sensiblement egal au courant maximal applicable, a ladite temperature, determine par un procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 10.