Brevet FR3075469A1 — publié le 20190621

PROCEDE DE GESTION D'UN ETAT DE CHARGE D'UNE BATTERIE LAISSEE AU REPOS DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La pr6sente invention concerne un procede de gestion d'un etat de charge d'une batterie laissee au repos. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Une alimentation sans interruption, egalement appelee UPS pour > en anglais, est un dispositif qui a pour fonction d'alimenter une charge en energie electrique lorsque ('alimentation principale de cette lo charge est defaillante. Un tel dispositif procure une protection contre les coupures de courant en fournissant de l'energie electrique stockee par exemple dans une batterie rechargeable. Dans ce type d'application, la batterie a un fonctionnement dit 0 non cycle », c'est-a-dire qu'elle n'est ni charg6e ni d6charg6e pendant des p6riodes prolongees. 15 La batterie est laissee au repos. Cependant, en cas de coupure d'alimentation, la batterie est censee prendre le relai pendant un certain temps. La batterie est generalement maintenue a pleine charge. Or it est connu que cette fagon de proceder a pour consequence de provoquer un vieillissement pr6matur6 et donc une perte de capacite de la batterie. II est donc souvent necessaire de devoir 20 remplacer la batterie pour que le dispositif soit toujours en mesure d'assurer son role. Par ailleurs, le document US 2004/0066171 Al decrit un procede pour ajuster l'etat de charge d'une batterie equipant un appareil mobile tel qu'un telephone portable, un ordinateur portable ou un appareil photo numerique, en fonction de l'emploi du temps de l'utilisateur de l'appareil. En particulier, la batterie est 25 completement chargee lorsqu'il est prevu un besoin eleve d'autonomie. Inversement, la batterie est placee dans un etat de charge plus faible lorsqu'il est prevu de connecter l'appareil a une source d'alimentation externe. 2 RESUME DE L'INVENTION II ressort de ce qui precede qu'il existe un besoin de disposer d'une methode permettant d'optimiser la charge d'une batterie pour qu'elle puisse remplir la fonction qui lui est assignee tout en limitant son vieillissement. 5 La presente invention vise a r6pondre a ce besoin en proposant un procede de gestion d'un etat de charge d'une batterie laissee au repos et subissant des pertes de capacite au cours du temps, le procede de gestion etant caracterise en ce qu'il comporte les etapes suivantes repetees periodiquement : - determiner les pertes de capacite subies par la batterie ; - determiner, en fonction des pertes de capacites subies par la batterie, une valeur cible de l'etat de charge pour laquelle la batterie est en mesure de fournir au moins une quantite de charge predeterminee ; - ajuster l'etat de charge de la batterie a la valeur cible. Grace au procede de ('invention, la batterie presente un niveau de charge qui permet a la batterie a la fois d'executer une certaine fonction pendant une duree pr6d6termin6e et de prolonger sa dur6e de vie en n'6tant pas maintenue a pleine charge. Le procede de gestion selon ('invention peut egalement comporter une ou plusieurs caracteristiques parmi les suivantes considerees individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un mode de mise en ceuvre, les pertes de capacite subies par la batterie sont determinees au cours d'un test de capacite comprenant les operations suivantes : - mesurer une quantite de charge residuelle presente dans la batterie ; - mesurer une capacite de decharge maximale de la batterie. Selon un mode de mise en ceuvre, la capacite de decharge maximale de la batterie est mesuree en effectuant successivement une premiere phase de decharge complete de la batterie, une phase de charge complete de la batterie puis une deuxieme phase de decharge complete de la batterie, la quantite de charge residuelle 3 de la batterie etant mesuree lors de la premiere phase de decharge complete de la batterie. Selon un mode de mise en ceuvre, la batterie presente un rendement faradique atteignant sensiblement 100%, la capacite de decharge maximale de la batterie etant 5 mesuree en effectuant successivement une phase de decharge complete de la batterie puis une phase de charge complete de la batterie, la quantite de charge residuelle de la batterie etant mesuree lors de la phase de decharge complete de la batterie. Selon un mode de mise en ceuvre, le procede de gestion comporte en outre une etape consistant a verifier si la batterie presente une capacite de decharge maximale io sup6rieure ou egale a la quantite de charge pr6d6termin6e. Selon un mode de mise en ceuvre, la valeur cible de l'etat de charge correspond a une quantite de charge cible comprise entre 110 % et 150 % de la quantite de charge predeterminee. Selon un mode de mise en ceuvre, les pertes de capacite comprennent des 15 pertes reversibles dont une premiere partie est due a un courant de consommation delivre par la batterie, la premiere partie des pertes reversibles etant compensee entre deux etapes d'ajustement de l'etat de charge successives. Selon un mode de mise en ceuvre, la compensation de la premiere partie des pertes reversibles est prise en compte au cours de l'etape de determination des pertes 20 de capacites. Selon un mode de mise en ceuvre, le procede de gestion comporte en outre une etape de mesure d'une temperature de fonctionnement de la batterie, une capacite de decharge instantanee de la batterie etant determinee en fonction de la temperature de fonctionnement de la batterie. 25 Selon un mode de mise en ceuvre, la valeur cible de l'etat de charge est modifi6e en fonction de la capacite de decharge instantanee. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 4 L'invention et ses differentes applications seront mieux comprises a la lecture de la description qui suit et a ('examen des figures qui l'accompagnent, parmi lesquelles : - la figure 1 est une representation fonctionnelle d'un procede de gestion d'un 5 etat de charge d'une batterie, selon un mode de mise en ceuvre de l'invention ; - la figure 2 represente schematiquement l'etat de la batterie au cours de differentes etapes du procede de la figure 1. Les figures ne sont presentees qu'a titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. lo Pour plus de clarte, les elements identiques ou similaires sont reperes par des signes de reference identiques sur toutes les figures. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE MISE EN OEUVRE DE L'INVENTION Une batterie est un dispositif de stockage d'energie electrique qui peut etre notamment caracterisee par deux parametres, a savoir un etat de sante, egalement 15 appele SOH pour 0 State Of Health » en anglais, et un etat de charge, egalement appele SOC pour 0 State Of Charge » en anglais. L'etat de sante est exprime en pourcentage et correspond au rapport entre la capacite de decharge maximale et la capacite nominale de la batterie. La capacite de decharge maximale represente la quantite de charge que la batterie peut fournir 20 lorsqu'elle est completement chargee. La capacite nominale est la capacite de decharge maximale initiale de la batterie, c'est-a-dire lorsque la batterie est neuve. Plus la capacite de decharge maximale est proche de la capacite nominale, meilleur est l'etat de sante de la batterie. L'etat de charge est exprime en pourcentage et correspond au rapport entre la 25 quantite de charge stockee dans la batterie a un instant donne et la capacite de decharge maximale de la batterie a cet instant. Un mode de mise en ceuvre d'un procede de gestion 100 de l'etat de charge d'une batterie 2 selon l'invention va maintenant etre decrit en reference aux figures 1 et 2. 5 Dans le contexte de ('invention, la batterie 2 est laissee au repos pendant une duree prolongee, en particulier dans un etat de charge non nul. Autrement dit, pendant cette duree, la batterie 2 n'est pas utilisee pour fournir de l'energie electrique. Toutefois, la batterie 2 est destinee a delivrer une quantite d'energie electrique 5 predeterminee pour permettre a un dispositif electrique d'executer une fonction pendant un certain temps. Par exemple, le dispositif electrique equipe de la batterie peut etre une alimentation sans interruption, egalement appelee UPS pour REVENDICATIONS1. Procede de gestion (100) d'un etat de charge d'une batterie (2) laissee au repos et subissant des pertes de capacite au cours du temps, le procede de gestion etant caracterise en ce qu'il comporte les etapes suivantes repetees periodiquement : - (110) determiner les pertes de capacite subies par la batterie (2) ; - (120) determiner, en fonction des pertes de capacites subies par la batterie (2), une valeur cible (SOCcibie) de l'etat de charge pour laquelle la batterie (2) est en mesure de fournir au moins une quantite de charge predeterminee (Qmin) - (130) ajuster l'etat de charge de la batterie (2) a la valeur cible (SOCcibie). 2. Procede de gestion (100) selon la revendication 1, caracterise en ce que les pertes de capacite subies par la batterie (2) sont determinees au cours d'un test de capacite (110) comprenant les operations suivantes : - (111) mesurer une quantite de charge residuelle (C)Res) presente dans la batterie (2) ; - (112) mesurer une capacite de decharge maximale (Qmax) de la batterie (2). 3. Procede de gestion (100) selon la revendication 2, caracterise en ce que la capacite de decharge maximale (Qmax) de la batterie (2) est mesuree en effectuant successivement une premiere phase de decharge complete de la batterie (2), une phase de charge complete de la batterie (2) puis une deuxieme phase de decharge complete de la batterie (2), la quantite de charge residuelle (C)Res) de la batterie (2) etant mesuree lors de la premiere phase de decharge complete de la batterie (2). 4. Procede de gestion (100) selon la revendication 2, caracterise en ce que la batterie (2) presente un rendement faradique atteignant sensiblement 100%, la capacite de decharge maximale (Qmax) de la batterie (2) etant mesuree en effectuant successivement une phase de decharge complete de la batterie (2) puis une phase de charge complete de la batterie (2), la quantite de charge residuelle (C)Res) de la batterie (2) etant mesuree lors de la phase de decharge complete de la batterie (2). 5. Procede de gestion (100) selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce qu'il comporte en outre une etape (140) consistant a verifier si la 12 batterie (2) presente une capacite de decharge maximale (Qmax) superieure ou egale a Ia quantite de charge predeterminee (Qmin). 6. Procede de gestion (100) selon I'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que Ia valeur cible (SOCcibie) de l'etat de charge correspond une 5 quantite de charge cible (Qcibie) comprise entre 110 % et 150 % de Ia quantite de charge predeterminee (Qmin). 7. Procede de gestion (100) selon I'une quelconque des revendications 1 a 6, caracterise en ce que les pertes de capacite comprennent des pertes reversibles dont une premiere partie est due a un courant de consommation delivre par Ia batterie (2), 10 Ia premiere partie des pertes reversibles etant compensee entre deux etapes (130) d'ajustement de l'etat de charge successives. 8. Procede de gestion (100) selon Ia revendication 7, caracterise en ce que Ia compensation de Ia premiere partie des pertes reversibles est prise en compte au cours de l'etape (110) de determination des pertes de capacites. 15 9. Procede de gestion (100) selon I'une quelconque des revendications 1 a 8, caracterise en ce qu'iI comporte en outre une etape de mesure d'une temperature de fonctionnement de Ia batterie (2), une capacite de decharge instantanee de Ia batterie (2) etant determinee en fonction de Ia temperature de fonctionnement de Ia batterie (2). 20 10. Procede de gestion (100) selon Ia revendication 10, caracterise en ce que Ia valeur cible (SOCcible) de l'etat de charge est modifiee en fonction de Ia capacite de d6charge instantan6e.