Brevet FR3051981A1 (20171201)
REVENDICATIONS1. Procédé d'évaluation d'un indicateur d'état de santé (SOH) d'une cellule (Ce) d'une batterie lithium (1) composée d'une ou plusieurs cellules (Ce) reliées entre elles, comprenant les étapes suivantes : - détection (E2, E3) d'une première tension prédéterminée U1 puis d'une deuxième tension prédéterminée U2, de la cellule (Ce), respectivement à un premier instant t1 et à un deuxième instant t2, durant une phase de décharge ou de charge de la batterie (1) ; - calcul (E4) d'une quantité de charge électrique réelle (0,), déchargée ou chargée par la cellule (Ce) entre les instants t1 et t2, par intégration dans le temps d'un courant électrique (Ii) à travers la cellule (Ce) ; - détermination (E5) de l'indicateur (SOH[C,]) d'état de santé de la cellule (Ce) par calcul d'un rapport (if.ci ) entre ladite quantité de charge électrique réelle calculée et une quantité de charge électrique de référence qui serait déchargée ou chargée par ladite cellule en début de vie lors d'une phase de décharge ou de charge la faisant passer de l'une à l'autre des première et deuxième tensions prédéterminées U1 et U2.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite quantité de charge électrique de référence (dQ'f) est la quantité de charge électrique qui serait chargée ou déchargée par la cellule (Ce) à un régime de référence, notamment au régime 1C.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite quantité de charge électrique de référence (dQ'f) est déterminée à partir de données préétablies (DATAce) d'évolution de la tension d'une cellule de batterie en début de vie en fonction d'une donnée représentative de la charge électrique de ladite cellule. 3051981 23\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une opération (EO) de calibration d'au moins un couple de tensions à détecter, contenant une première tension U1 et une deuxième 5 tension U2, mise en oeuvre à partir de données préétablies (DATAcen) relatives à l'évolution de la tension (Ucell) d'une cellule de batterie en début de vie en fonction d'une donnée représentative de la charge électrique de ladite cellule, à différents régimes de ladite cellule comprenant au moins un régime de référence, notamment le régime 1C, et un autre régime i , 10 comprenant les étapes suivantes : a) prendre (E01) un couple de tensions à tester, contenant une première tension test Ut1 p et une deuxième tension test Ut2q ; b) calculer (E02) une première estimation de la capacité capai de la cellule en début de vie, au régime i, par la relation capai = caparef. * crefd l , où 15 - Capa'f est la capacité de la cellule en début de vie au régime de référence ; dQ'f est la quantité de charge électrique qui serait déchargée ou chargée par la cellule en début de vie, au régime de référence, pour passer de l'une à l'autre des deux tensions Ut1 p et Ut2q ; 20 dQi est la quantité de charge électrique qui serait déchargée ou chargée par la cellule en début de vie, au régime i, pour passer de l'une à l'autre des deux tensions test Ut1 p et Ut2q ; c) calculer (E03) une deuxième estimation de la capacité capai de ladite cellule en déterminant la quantité totale de charge électrique qui serait 25 déchargée ou chargée par la cellule en début de vie, au régime i, pour passer de l'une à l'autre des deux tensions, minimale et maximale, de la cellule; d) calculer (E04) une erreur d'estimation (E,) entre la première et la deuxième estimation de la capacité Capai de la cellule ; 30 e) choisir (E06) les première et deuxième tensions test Ut1 p et Ut2q comme première et deuxième tension prédéterminée à détecter Ul, U2 si l'erreur 3051981 24 d'estimation est inférieure ou égale à un seuil fixé (S), notamment un seuil de 5%, avantageusement de 4%, avantageusement encore de 3%.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on répète 5 les étapes de calibration a) à e) en fixant l'une des deux tensions test, Ut1 p et Ut2q , et en faisant varier l'autre tension test.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'on répète les étapes de calibration a) à e), d'une part, en fixant la tension à tester Ut1 p 10 et en faisant varier la tension Ut2q à tester et, d'autre part, en fixant la tension test Ut2q et en faisant varier la tension test Ut1 p.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, pour chaque couple de tensions test Ut1 p et Ut2q , les étapes de calibration a) à d) 15 sont mises en oeuvre pour différents régimes i de la cellule, et les tensions test Ut1p et Ut2q sont choisies comme première et deuxième tension prédéterminée à détecter U1, U2 si les différentes erreurs d'estimation déterminées pour les différents régimes i sont inférieures ou égales au seuil fixé. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine l'état de santé SOH de la cellule par la relation suivante : SOH = 100 * où dQi est la quantité de charge électrique déchargée ou chargée dQref par la cellule entre les instants t1 et t2, déterminée par intégration dans le 25 temps du courant électrique à travers la cellule au régime i, et dQref est la quantité de charge électrique qui serait déchargée ou chargée par la cellule en début de vie au régime de référence, pour passer de l'une à l'autre des deux tensions à détecter U1 et U2. 30\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine la capacité de la cellule par la relation suivante : Capai = clQi où Caparef * dQref ou dQi est la quantité de charge électrique déchargée ou 3051981 25 chargée par la cellule entre les instants tl et t2, déterminée par intégration dans le temps du courant électrique à travers la cellule au régime i, dQ'f est la quantité de charge électrique qui serait déchargée ou chargée par la cellule en début de vie au régime de référence, pour passer de l'une à l'autre 5 des deux tensions à détecter U1 et U2, et caparef est la capacité de la cellule en début de vie au régime de référence.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable (El ) de détection d'une phase de charge ou 10 de décharge de la batterie (1) à régime constant, les étapes de détection de la première tension U1 à détecter et de la deuxième tension U2 à détecter étant déclenchées en cas de détection positive.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 15 comprend une étape préalable de détection d'une phase de charge ou de décharge de la batterie à régime moyen faible inférieur à C/5, les étapes de détection de la première tension U1 à détecter et de la deuxième tension U2 à détecter étant déclenchées en cas de détection positive. 20\n<CLM>\1\tProcédé d'évaluation de l'indicateur d'état de santé d'une batterie (1) à partir des indicateurs d'état de santé respectifs des différentes cellules (Ce) de ladite batterie (1), caractérisé en ce qu'on détermine les indicateurs d'état de santé respectifs de toutes les cellules de la batterie (1) par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 11 puis on détermine que 25 l'indicateur d'état de santé de la batterie (1) est égal à l'indicateur d'état de santé le plus faible de tous les indicateurs d'état de santé respectifs des cellules de la batterie (1).\n<CLM>\1\tDispositif d'évaluation d'un indicateur d'état de santé d'une cellule d'une 30 batterie lithium composée d'une ou plusieurs cellules reliées entre elles, comprenant : - un module (32) de détection d'une première tension prédéterminée U1 puis d'une deuxième tension prédéterminée U2, de la cellule, 3051981 26 respectivement à un premier instant t1 et à un deuxième instant t2, durant une phase de décharge ou de charge de la batterie ; - un module (33) de calcul d'une quantité de charge électrique réelle, déchargée ou chargée par la cellule entre les instants t1 et t2, par 5 intégration dans le temps d'un courant électrique à travers la cellule ; - un module (34) de détermination de l'indicateur d'état de santé de la cellule par calcul d'un rapport entre ladite quantité de charge électrique réelle calculée et une quantité de charge électrique de référence qui serait déchargée ou chargée par ladite cellule en début de vie lors d'une 10 phase de charge ou de décharge la faisant passer de l'une à l'autre des première et deuxième tensions U1 et U2.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un module (30) de calibration d'au moins un couple de tensions à détecter, 15 contenant une première tension U1 et une deuxième tension U2, et une mémoire (35) de stockage de données préétablies relatives à l'évolution de la tension Ucen d'une cellule de batterie en début de vie en fonction d'une donnée représentative de la charge électrique de ladite cellule, à différents régimes de ladite cellule comprenant au moins un régime de référence et un 20 autre régime i , le module de calibration étant agencé pour effectuer la calibration sur la base desdites données préétablies et pour: a) prendre un couple de tensions à tester, contenant une première tension test Ut1 p et une deuxième tension test Ut2q ; b) calculer une première estimation de la capacité capai de la cellule en 25 début de vie, au régime i, par la relation capai = caparef. * crefd l , où - Caparef est la capacité de la cellule en début de vie au régime de référence ; dQ'f est la quantité de charge électrique qui serait déchargée ou chargée par la cellule en début de vie, au régime de référence, pour 30 passer de l'une à l'autre des deux tensions Ut1 p et Ut2q ; 3051981 27 - dQi est la quantité de charge électrique qui serait déchargée ou chargée par la cellule en début de vie, au régime i, pour passer de l'une à l'autre des deux tensions test Ut1 p et Ut2q ; c) calculer une deuxième estimation de la capacité capai de ladite cellule 5 en déterminant la quantité totale de charge électrique qui serait déchargée ou chargée par la cellule en début de vie, au régime i, pour passer de l'une à l'autre des deux tensions, minimale et maximale, de la cellule; d) calculer une erreur d'estimation entre la première et la deuxième 10 estimation de la capacité Capai de la cellule ; e) choisir les première et deuxième tensions test Ut1p et Ut2q comme première et deuxième tension prédéterminée à détecter Ul, U2 si l'erreur d'estimation est inférieure ou égale à un seuil fixé, notamment un seuil de 5%, avantageusement de 4%, avantageusement encore de 3%. 15\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'il comprend un module (31) de détection d'une phase de charge ou de décharge de la batterie (1) à régime constant ou à régime moyen faible inférieur à C/5, la détection de la première tension U1 à détecter et de la 20 deuxième tension U2 à détecter étant déclenchée en cas de détection positive.