CA1088623A

CA1088623A - Dispositif de controle de la charge et de la decharge d'une batterie d'accumulateurs

Info

Publication number: CA1088623A
Application number: CA284,497A
Authority: CA
Inventors: Eric Patry; Daniel Lelaidier
Original assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Current assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Priority date: 1976-08-11
Filing date: 1977-08-09
Publication date: 1980-10-28
Also published as: FR2361754A1; FR2361754B1; US4194146A

Abstract

Dispositif de contrôle de la charge et de la décharge d'une batterie d'accumulateurs, comprenant un shunt placé en série avec la batterie, la tension entre les bornes dudit shunt étant appelée tension d'entrée, au moins un étage d'amplification à découpage, fournissant une tension amplifiée proportionnelle en valeur absolue à ladite tension d'entrée, un convertisseur tension-fréquence délivrant un train d'impulsions dont la fréquence est proportionnelle à la valeur absolue de ladite tension amplifiée, un circuit de comptage logique, sensible auxdites impulsions et au signe de la tension d'entrée, comptant positivement ou négativement lesdites impulsions selon ledit signe, et dont l'état logique représente une information qui est l'image de l'état de charge de la batterie, et un circuit de décodage, sensible à l'état logique dudit compteur et inhibant la charge rapide lorsque la batterie est complètement chargée.

Description

.
L`inventionconc~rne lecontrôle de la charge et de la décharge d'une batterie d'accumulateurs. Elle est plus parti-culierement relative a un dispositif permettant de connaître ~ .
tout moment l`état de charge de la batterie, en prenant en compte les quantités d'électricité chargées et déchargées.
L'invention a pour objet un dispositif de contrôle ..
comprenant: .
- un shunt placé en série avec la bat~erie, la tension entre les bornes dudit shunt étant appelée tension d'entrée, :
- au moins un etage d'amplification ~ découpage, I0 fournissant une tension amplifiée proportionnelle en valeur .
absolue a ladite tension d'entrée, - un convertisseur tension-fréquence délivrant un train d'impulsions dont ia fréquence est proportionnelle a la valeur absolue de ladite tension amplifiée, - un circuit de comptage logique, sensible auxdikes ..
impulsions et au signe de la tension d'entrée, comptant positi-vement ou négativement lesdites impulsions selon ledit signe, et dont l'état logique représente une information qui est l'image de l'état de charge de la batterie, et - un circuit de décodage, sensible a l'état logique .
dudit compteur et inhibant la charge rapide lorsque la batterie est completement chargée.
Le circuit de comptage ~ogique assure une précision et une ~id~lité bien meilleures que les mo~ens d'intégr~tion de courant, avec un consommation d'énergie moindre. De plus, combiné a l'étage d'amplification ~ découpage, il permet une :
augmentation de la dynamique de mesure du courant de décharge de la batterie. En effet, le circuit de comptage logique peut enregistrer des impulsions à fréquence tres elevées correspondant a des courants de décharge tres élevés, tandis ~ue l'étage d'am-plification a découpage, en éliminant le bruit de fond, permet la prise en compte de courants de décharge très faible.

`' B -' ~. . ` ' ' , a ~

D'autres caractéristlques de l'invention apparaitront dans la des~ription qui va suivre, donnée ~ titre i.llustratif et non limitatif, en regard du dessin annexe dans lequel:

36~3 ~:

- la figure 1 est un diagramme onctionnel d'un dispositif selon l'invention, - les figures 2a et 2b constituent un schéma électrique du dispositif de la figure 1, - les figures 3, 4 et 5 sont des courbes de variation respec-tivement du courant I traversant la batterie, de la tension VB en-tre ses bornes et de l'état E du circuit de comptage dans différen-tes étapes de fonctionnement du dispositif.
Le diagramme de la figure 1 montre une batterie d~accumula-teurs 1 chargée par un chargeur 2 alimenté par une source 3, etsusceptible de se décharger dans une utilisation 4 lorsque la sou-ce 3 vient ~ faire défaut. Le courant de charge ou de décharge traversant la batterie 1 est transformé par un organe 5 en une ten- ~;
sion d'entrée qui lui est proportionnelle, et dont le signe dépend du sens de ce courant. Cette tension est ampli~i~e par un circuit amplificateur 6 et la tension amplifiée obtenue est convertie par ;;
un convertisseur tension-fréquence 7 en un train d'impulsions dont la fr~quence lui est proportionnelle, ces impulsions étant comptées par un circuit de comptage 8. Le circuit amplificateur 6 produit par ailleurs un signal image du signe de la tension d'entrée, donc du sens de passage du courant dans la batterie. Ce signal est transmis au circuit de comptage 8 et lui permet de compter les impulsions dans un sens ou dans l'autre selon ~ue la battexie est en charge ou en d~charge. L'~tat logique du circuit 8 constitue donc une infor-mation image de~l'état de charge de la batterie 1. Cette informa-tion est exploitée par un circuit de décodage 9 qui, lorsque l'in-Eormation repr~ente l'~tat de charge complète de la batterie, agit sur le chargeur 2 pour interdire un régime de charge rapide. Le ~`
chargeur peut alors si on le désixe assurer un courant de charge d'entre-tien. D'autre part, le circuit de décodage 9 reçoit le si-gnal de sens du courant fourni par le circuit amplificateur 6 et inhibe l'élaboration du train d'impulsions par le convertisseur 7 .. .

~2-.

i23 lorsque l'information constituée par l'état du circuit 8 représen-te l~é-tat de charge complète de la batterie et que celle-ci est traversée par un courant de charge, ou lorsque cette infvrmation représente un état de décharge déterminé de la ba-tterie, qui peut être sont état de décharge complète, et que celle-ci est traver-sée par un courant de décharge. Ainsi le courant de charge d' en-tretien, qui ne modifie pas I~état de charge de la batterie com- -~
plètement chargée, ne modifie pas non plus l'information qui doit rester l'image de cet état de charge.
Le fonctionnement du système tel que décrit jusqu'ici ne tient pas compte du fait que le rendement de charge des batteries d~accumulateurs n'est généralement pas égal à l'unité, c'est-à-di-re que pour charger complètement une batterie complètement déchar-gée, il faut lui fournir une quantité d'électricité supérieure à
sa capacit~. Pour compenser ce rendement de charge, le coefficlent de proportionalité entre la tension et la fréquence des impulsions, ,, caractéristique de fonctionnement du convertisseur 7, change selon que la batteris 1 est traversée par un courant de charge ou de dé-charge. A ~et effet le convertisseur 7 reçoit lui aussi le signal de sens de courant fourni par le circuit 6.
Mais il est Eréquent que le rendement de charge varie en fonc-tion de la température de la batterie. Lorsque la bat-terie est ap-pelée à onctionner dans une gamme étendue de températures, il con-vient de prévoir un détecteur de température 10 fournissant au con-vertisseur 7 un signal image de la température de la batterie, qui modifie en conséquence le coefficient de proportionnalité entre tension et fréquence lorsque la batterie est en charge.
Dans l~ sch~ma de la figure 2a on retrouve la batterie 1, le chargeur 2 et l'utilisation 4, reliés en parallèle, la batterie 1 étant en série avec l'organe 5 constitué par un shunt. La tension d'entree prélevée entre les bornes de sortie du shunt S est injec- `
tée à l'entrée d'un étage d'amplification a découpage 20, qui cons-~3~

.
.. .. , .;
: : . .: .. . . .
~ .. , ~ , . . .. .

titue une partie du circuit amplificateur 6 de la figure 1. Cet ~tage comprend une première porte analogique Pl commandée par un oscillateur non repré~enté, alimenté par la batterie 1.
L'oscillateur fournit à la porte Pl un signal périodique rectangulaire CP constitué par un niveau de tension nulle pendant une première alternance et un niveau de tension + 12 V pendant la seconde alternance~ ces deux niveaux étant repr~sentés dan~ la sui- :
te respectivement par les deux chiffres 0 et 1. La porte Pl ainsi con~andée transforme la tension d~entrée en une tension périodique dont l'amplitude de variation est égale à la valeur absolue de la tension d~entrée et dont la phase est décalée de ~ lorsque le signe de la tension d'entrée change~ L'étage 20 comprend égalem~nt un amplificateur Al du type 308 fournissant, après filtrage par un condensateur Cl, une tenc~ion alternative amplifiée dont l'amplitu-de est proportionnelle à celle de ladite tension périodique et en phase avec celle-ci. L'amplificateur Al est suivi d'une seconde porte analogique P2 con~and~e par l'oscillateur par l'intermédiaire d'une porte logique OU EXCLUSIF Ll. La porte Ll reçoit sur l'une de ses entrées le c~ignal CP de l'oscillateur et sur l'autre un si- .

gnal UD, dont on verra plus loin comment il est élaboré, qui prend la valeur 1 lorsque la batterie 1 est en charge et la valeur 0 lors- .
qu'elle est en décharge. Le signal de sortie de la porte Ll, qui est envoyé ~ la porte analogique P2, est donc identique au signal CP lorsque la batterie est en decharge,et au 9ignal ~ :Lors~ue la batterie est en charge, et la porte P2 ~onctionne en synchronisme avec la porte Pl lors de la décharge et en opposition lors de la charge, de telle sorte ~u'elle d~module la tension al-ternative am- .
plifi~e en une tencsion de signe constant. Cette tension démodul~e devient après filtrage par des résistances et des condensateurs une tension continue proportionnelle ~ l'amplitude de la tension alter-native amplifiée, clont au courant traversant le shunt 5.
Le signal UD est fourni par un circuit discrimina-teur de --4-- .

.

` -``` ` lQi~ Z;3 sens 21 appartenant également au circuit amplificateur 6 de la fi-gure 1. Le circuit 21 comprend une troisième porte analogique P3 commandée par le signal CP et transformant la tension alternative amplifiée, après filtrage par des résistances et des condensateurs, en une tension continue dont le signe est le même que celui de la tension d'entrée. Cette tension continue est transmise ~ l'entrée d'un amplificateur A2 de type 741. La sortie de l'amplificateur A2 est reliée par une résis-tance Rl ~ la cathode d'une diode Dl dont .
l'anode est au niveau de potentiel zéro. La cathode de la diode Dl est également reliée, par l'intermédiaire d'une résistance R2, ~-à la borne d'entrée + de l'amplificateur A2. Le potentiel de cet- ~:
te cathode est au niveau 0 lorsque la tension continue reçue par l'amplificateur A2 est n~gative, c'est-à-dire lorsque la batterie ..
1 est en décharge, et au niveau.l lorsque cette tension est positi-ve, c'est-à-dire lorsyue la batterie est en charge. Le signal obte-nu constitue donc le signal UD défini plus haut. De plus on peut observer que ce signal UD présente également la valeur 0 lorsqu'au-cun courant ne traverse la batterie, particulariké dont l'intérêt .
apparaitra plus loin. :~
Le dispositif comprend également un second étage d'amplifi- :
cation 22, constitué essentiellement par un amplificateur A3 du ty-pe 308 A, qui amplifie une seconde fois la tension continue ampli-fi~e fournie par la porte P2 du circuit 20.
La tension continue deux fois amplifiée est envoyée à un générateur de fréquence intégré Kl du type 555, qui délivre un train .`
d'impulsions de fr~quence fo proportionnelle à cette tension, c'est à-dire au courant traversant la batterie 1. Le coefficient de pro-portionnalité entre la tension deux fois amplifi~e et la fréquen- .
ce fo est déterminé par un circuit de réglage de fréquence 23 re lié à la borne de commande 5 du générateur Kl. Le circuit 23 com-prend une porte analogique P4 commandée par le signal UD fourni par :~
le circuit discriminateur 21, de telle sorte que sa borne de sortie .

., ~ .

soit au potentiel z~ro lorsque la batterie est en décharge et à
un potentiel V~ lorsque la batterie est en charge, le potentiel V~
étant fourni à la borne d~entrée correspondante de la porte P4 par une sonde de température non repr~sentée, en contact thermique avec ~-la batterie. Ce potentiel VO est donc l'image de la température de la batterie. La borne de sortie de la porte P4 est reliée ~ la bor-ne d'entrée ~ d'un amplificateur A4 du type 741, dont la borne d'en-trée - et la borne de sortie sont reliées, par l'intermédiaire dlune résistance R3, à la borne 5 du générateur Kl. Le potentiel imposé
à cette borne est donc à un premier niveau correspondant à une pre-mière valeur du coefficient de proportionnalité, lorsque la batte-rie est en décharge, et à un second niveau, correspondant à une se-conde valeur du coefficient, lorsque la batterie est en charge, ce second niveau et cette seconde valeur étant fonction de la tempéra-ture de la batterie. Par ailleurs le signal UD sst prélevé sur la sortie inverseuse de la porte P4, dans un but qui appara~tra par la suite.
On voit sur la figure 2b que la sortie 3 du gén~rateur de fréquence Kl est reli~e ~ l'entrée 6 d'un diviseur de fréquence K2 du type 14 521, qui-reçoit donc des impulsions à la fréquence fo i-mage du courant de d~charge ou du courant de charge efEective de la batterie 1. Le divi~eur K2 divise la fréquence par 2 , c'est-à-dire que 90n signal de sortie prélev~ sur la sortie 10 change de ni-veau chaque fois que l'entrée 6 enregi5tre 218 impulsions. Le chan-gement de niveau du signal de sortie se produit donc ~ la fréquence

2 fo. Ce signal est envoyé aux entrées 15 de deux compteurs lo-giqueq K3 et K4 iderltiques du type 14 516,qui constituent, avec le diviseur K2, le circuit de comptage logique 8 de la figure 1. Les entrées 4, 12, 13, 3 ("preset" 1,2, 3 et 4) ~t 5 ("carry in"~ du compteur K3 et l'entrée 12 du compteur K4 sont au niveau de poten-tiel 0, tandis que les entrées 4,13 et 3 du compteur K4 sont au niveau 1. Les entrées 1 ("preset enable") des deux compteurs sont ,~.

reliées au potentiel 1 par l'intermédiaire d'un interrupteur ma-nuel normalement ouvert ~1, et au potentiel 0 par l'intermédiaire d'une résistance R4. Les entrées 9 ("reset") des deux compteurs sont reli~es de la même fa~on aux réf~rences de potentiel par un interrupteur J2 et une résistance R5. Les entrées 10 ("un/down") reçoivent le signal UD produit par le circuit 21. La sortie 7 ("carry out"~ du compteur K3 est reliée à l'entrée ("carry in") du compteur K4. Quant aux sorties 6, 14, 2 (llOlll, "03l; et ll04'l) et 7 du compteur K4, elles sont reliées au circuit de décodage 9 de la figure 1, qui est formé d~un certain nombre de portes logi-ques. Une porte ET L2 a ses entrées reliées respectivement aux sorties 14 et 2 du compteur. Une seconde porte ET L3 a ses entrées reliées à la sortie 6 du compteur et à la sortie de la porte L2.
Une entrée d'une autre porte ET L4 est aussi reliée ~ la sortie de la porte L2. Les signaux de sortie des portes L3 ek L4 sont en-voy~s respectivement aux entrées d'une porte OU L5, dont la sortie est reliée à la seconde entrée de la porte L4. Par ailleurs une entrée d'une porte ET L7 est reliée par l'intermédiaire d'une por- ;~
te inverseuse L6 ~ la sortie 7 du compteur K4, sont au~re entrée recevant le signal ~D fourni par la por-te analogique P4. Une au- `
tre ET L8 a une entrée reliée ~ la sortie de la port~ L3 et reçoit sur son autre entrée le signal UD. Les signaux de sortie des por-tes L7 et L8 sont envoyés aux entr~es d'une porte NI L9~ Le si-gnal de sortie CH de la porte L5 sert à commander le régime de charge rapide du chargeur 2, et le signal de sortie IN~I de la porte L9 est envoyé à llentrée 4 du générateur Kl.
L~s compteurs K3 et K4 possbdent chacun 16 ~tats logiques, qu'on représentera par le nombre binaire obtenu en alignant-les chiffres repré~entant les niveaux des signaux de sortie Q4, Q3, Q2, Ql, soit de 0000 pour le premier état à 1111 pour le seizième état.
Ces deux compteurs coupl~s se comportent comme un compteur à 16 256 états, chaque état pouvan-t être representé par un nombre bi-, - . . . .. . . .
. . ~ . , - . . .

naire de 8 chiffres, les 4 premiers représentant l'état du comp-teur K4 et les 4 derniers celui du compteur K3, ce nombre variant :
de une unité à chaque fois qu'une impulsion est re~ue sur les en-trées 15. On considérera dans la suite que ce nombre de 8 chif-fre représente l'état logique E du circuit de comptage 8.
Supposons qu'à la mise en service du sys~ème au temps to on dispose d'une batterie complètement chargée. Manoeuvrons l'inter-rupteur Jl : le circuit 8 prend l'état 11010000, qui constitue l'i-mage de l'état de charge compl~te de la batterie. Tant que la sour-ce 3 débite normalement, le signal UD est au niveau 1 et le cir-cuit de décodage 9 fournit un signal CH de niveau 1, inhibant le r~gime de charge rapide, et un signal INH de niveau a, bloquant la production des impulsions par le générateur de fréquence Kl. Le chargeur envoie donc à la batterie un courant de charge d'entre-tien (figure 3), qui n'a pas d'effet sur l'état de charge de la batterie, ni sur l'état du circuit de comptage qui en est l'image (figure 5).
Si au temps tl la source 3 n~est plus disponible et que la batterie 1 est appelée ~ débiter dans l'utilisation 4, le signal .:
UD prend le niveau 0 et le signal INH le niveau 1, permett~nt 1'é-laboration d'irnpulsions par le gén~rateur Kl. Lorsque le diviseur K2 a recu 2 impulsions, correspondant au passage dans le shunt 5 d'une quantit~ d'~lectricité qo, le niveau de son signal de sortie change et le circ:uit 8 passe ~ l'état 11001111. ~insi de suite, le d~bit par la batterie d.'une quantité d'électricité qo se traduit chaque ~ois par la variation d'une unité de l'état du circuit 8.
Lorsqu'au temps t:2, la batterie ~tant déchargée de la quantité rnqo, la source 3 est de nouveau disponible, le signal UD revient 1 et le signal CH au niveau 0, ceci ~ condition que le nombre représen-tant l'état du compteur K4 soit in~rieur ~ 1100. Le chargeur fournit donc à la batterie un courant de charge rapide d'abo~d constant, puis d~croissant de telle fa - -,con que la tension aux b~rnes de la batterie reste constante (f`i-gure 4). Il s~agit en effet d~un chargeur du type ~ tension cons-tante à courant limité. L~état du circuit 8 varie d'une unité à
chaque fois que le générateur Kl produit 2 impulsions, corres-pondant ~ une quantité d'électricité q~o telle que qo = kq'o, k étant le facteur correctif du coefficient de proportionnalité en-tre la tension et fréquence, déterminé par le potentiel V~, et choisi égal au rendement de charge de la batterie ~ la températu-re où elle se trouve, de telle sorte que la fourniture en charge d'une quantité d'électriciké q'o se traduise par un accroisse-ment qo de l'état de charge de la batterie. Lorsqu'au temps t3 la batterie a re~u une quantité d'électricité ~ q'o, elle est m de nouveau compléetement chargée tandis que le circuit 8 se re-trouve à l'état 11010000. A ce moment le signal CH passe à 1 et le chargeur ne fournit plus qu'un courant de charge d'entretien.
En r~alité, la baisse de tension de la batterie (igure 4) n'~tant pas instantanée, cette tension devient momentanément supérieure ~ la tension de sortie du charyeurl et la batterie se décharge un peu dans le chargeur, entrainant une légère baisse de l'état du circuit 8. Cette baisse n'est toutefois pas suffisante pour at-teindre l'état 10111111, et n'autorise donc pas le basculement de la porte L5 et la reprise du régime de charge rapideO Par consé-~uent ~ partir du temps t où la tension batterie égale la tension de charge d'~ntretien du chargeur, celui-ci ~ournit ~ celle-l~
u~ courant de charge d'entretien qui r~tablit progressivement son état de pleine charge (temps t5)~ puis ne modifie plus cet état.
DQ m~me ~ u temp~ t6 au temp~ t7 la batterie 1 fournit ~
l'~tilisation 4 une quantité d~électricit~ insuffisante pour que le circuit 8 atteigne l'état 10111111, au rétablissement de la sourcella batterie ne sera rechargée qu'au régime d'entretien. Il est nécessaire en effet que la sortie 03 du compteur K4 passe au niveau 0 pour que le ré~ime de charge rapide soit de nouveau au-_g_ :

to~is~. ceci a pour but d~viter de trop fréquents passages d~unrégime de charge ~ l'autre. Supposons maintenan~ qu'au temp~

t8 la batterie se mette en décharge et que la décharge se pour-suive jusqu'au temps tg où le circuit de comptage atteint l'état 00001111, ce qui correspond à une quantité d'~lectricité déchargée ~- -193 qo. A ce moment le signal Carry OUt ~U compteur K4 et le si-gnal I~H passent à O et l'état du circuit 8 ne varie plus. Cet état est donc l'image de l'état de décharge complet de la batte-rie, dont la capacité est C = 193 qo. Au retour de ia source (temps t ), la batterie est rechargée au régime de charge rapide.
On aura remarqué que l'adoption de l'état 11010000 du cir-cuit 8 comme image de l'état de charge complet de la batterie lais- -se inutilisés les états 1110 et 1111 du compteur K4. Si celui-ci était à l'état llllllors de la charge complète de la batterie, il suffirait d'une impulsion parasite pour l'amener ~ l'état 0000 correspondant ~ l'état de décharge complète, ce ~ui aurait des cons~quences fâcheuses.
Si pour la mise en service du système on dispose d'une bat-terie complètement déchargée, on peut en manoeuvrant l'interrup-teur J2 mettre le circuit 8 dans l'état 00000000. Il faudra a-lors pour arriver à l'état ~1010000 une ~uantité d'électricité
208 q'o, soit un coefficient de surcharge de 2108 _ 1,078, qui ne pr~sente gén~ralement pas d'inconvénient notable.
Le di~positif et son fonctionnement tels que décrits jusqu'-ici ne tiennent pas compte de l'autod~charge de la batterie, c'est-à-dire de sa lente évolution vers l'état déchargé en l'absence de courank. ~in~ i le sy~èltle ~ait laiss~ ~u xepos pour une du-rée prolongée, l'état de charye de la batterie variant et llétat du circuit de comptage restant fixe, celui-ci ne serait plus l'i-mage de celui-là. Pour y remédier on a prévu dans le dispositif illustré par la figure 2a des moyens pour produire des impulsions à la sortie du générateur Kl en l'absence de courant. Ces moyens ~.Q8~ 3 sont constitués par une résistance R6 branchée entre le borne d'en- :
trée - de l'amplificateur A3 et la référence de potentiel ~ 12 V.
Il s'ensuit une polarisation de l'entrée de cet amplificateur qui envoie un signal au compteur Kl lequel produit des impulsions. Le signal UD étant comme on l~a vu au niveau 0 lorsque le shunt 5 n~est traversé par aucun courant, ces impulsions sont comptées dans le sens négatif par le circuit de comptage 8. La résistance R6 est choisie de telle sorte que la vitesse de la variation de l'é- ~
tat du circuit 8 qu'elle occasionne corresponde à la vitesse d'au- ..
todécharge observée sur la batterie. En pratique cette fréquence est très faible e-t la tension transmise par la résistance R6 à ~.
l'entrée de l'amplificateur A3 est sensiblement inférieure a celle .
minimale que celui-ci peut détecter. La perturbation entraîné~
par la resistance R6 quand un courant traverse le shunt 5 est donc parfaitement négligeable. Cette prise en compte de l'autodécharge de la batterie est autoriée par la grande dynamique d'entrée du .`
moyen d'intégration utilisé, c'est-à-dire du circult de comptage ~.
logique.
S'il est essentiel pour la mise en oeuvre de l'invention que l'interdiction du régime de charge rapide et le blocage des ".
impulsions dans le sens de la charge interviennent au moment où.l.a batterie arrive ~ tat complètement chargé, il est moins impor-tant que le blocage des impulsions dans le sens de la décharge coincide avec la d~charge compl~te de la batterieO La concomitan-ce des deux conditions est d'ailleurs assez délicate à réaliser, car il faut que la capacité C de la batterie soit égale ~ 193 qo, ce c~ui suppose un ~talonnage du circuit par les dispersions de fa-brication et par la variation de capacité au cours de la vie des batteries. En fait, l'interruption du comptage en décharge a pour but d'éviter que, la batterie étant déchargée, le compteur K4 passe à l'état 1111. Or en général la capacité C sera choisie supérieure .. .`
à la valeur maximale ~ de la quantité d'électricité susceptible .. , : . . .

1~38!6~3 d'atre consommée par l'utilisation 4 pendant un période d'indispo-nibilité de la source 3. Il suffira alors de choisir qo de telle sorte que 193 qo soik également supérieure ~ Q , pour que la bat- .
terie ne soit jamais complètement déchargée et que le compteur K4 - ~ -n'atteigne jamais l'état 0000, et par conséquent que l'etat du cir-cuit 8 reste l'image de l'état de charge de la batterie. Le pro-blème se pose lorsque par accident la batterie se décharge assez profondément pour que le compteur K4 atteigne l~état 0000 ce qui suppose C ~ 193 qo. A ce moment le compteur s~arrête mais la bat-terie peut continuer de se décharger, introduisant un décalage entre l'état de charge de la batterie et l'état du circuit 8. Ce d~cala-ge se traduira ~ la recharge par une sous-charge de la batterie celle-ci pr~sentant ~ l~a fin de la charge rapide une capacit~ dis-ponible égale à 193 qo.
Le niveau de potentiel = 12 V utilisé dans le dispositif des f.igures 2a et 2b, notamment pour l'alimentation des circuits inté-grés, ainsi que le niveau -10 V utilisé notamment pour l'alimenta-tion des amplificateurs, sont fournis par un circuit régulé non représenteé, lui-même alimenté par la batterie 1.
Si on veut pouvoir débrancher momentanément la batterie tout en conservant les compteurs K3 et K4, une alimentation auxiliaire utilisant un petit accumulateur ou une petite batte~ie maintenu (e) en charge au moyen de la batterie 1. Les sorties Ql ~ Q4 du comp-teur K4 peuvent ~tre utili3ées pour afficher sous une forme appro-priée l'état de ce compteur et donner une indication à 13 niveaux sur l'~tat de charge de la batterie. De mame l'utilisat~n des sor-tic~ 01 ~ 0~ deg deux compteurs K3 ct K4 permet de donner une in~
dication à 193 niveaux.
D'autres changements peuvent atre apportés au dispositif dé- -crit sans sortir du cadre de l'invention. En particulier les deux compteùrs K3 et K4 peuvent être remplacés par un seul compteur ou par plus de deux compteurs, dont le nombre d'états peut être quel-conque, selon la précision désirée dans le suivi de l'état de char-ge de la batterie. L'adaptation du nombre d'états ~ à la capaci-té C de la batterie, c'est-~-dire la réalisation de l'égalité C ~
Nqo, peut 8tre réalisée en jouant sur la résistance du shunt, sur le rapport d'amplification de la tension, sur le coefficient de proportionnalité entre tension et fréquence et sur le rapport de division de la fréquence, qui est ici de 2 mais peut être tout autre et m8me égal à 1, auquel cas le composant correspondant se-rait supprimé.
Les circuits intégrés, qui sont des composants disponibles dans le commerce, peuvent être remplacés par des composants équi-valents ou leurs associations par des associations ou des compo-sants équivalents ou partiellement équivalents pour ne remplir que les fonctions essentielles du dispositi~ décrit.
- Il est bien entendu nécessaire que le courant de charge tra-~ersant le shunt 5 atteigne un certain seuil pour faire basculer le circuit 21 et fournir par conséquent un signal UD de niveau 1.
On a admis implicitement dans ce qui précède que le courant de char-ge d'entretien fourni par le chargeur 2 était supérieur à ce seuil.
On peut tout aussi bien concevoir un fonctionnement du dispositi~
dans lequel il n'en serait pas ainsi. Toutefois dans un tel cas il ne faudrait pas permettre à la r~sistance R6 de polariser l'am-plificateur A3 pendant la charge d'entretien, puisque cette polari-sation se traduirait par une baisse apparente de l'état de charge (le signal UD étant à 0) alors que le courant de charge d'entretien maintiendrait cet ~tat de charge. Il faudrait donc, si cette ré-sistance de polarisation est souhait~e, qu~elle ne soit mise en circuit, par des moyens appropriés, que lorsque la source n'est pas disponible. Il é~alement possible d'utiliser un chargeur n'as-surant pas de charge d'entretien, ou un chargeur à courant oonstantau lieu d'un chargeur à tension constante.

:. . . , ' .

Claims

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Dispositif de contrôle de la charge et de la décharge d'une batterie d'accumulateurs, caractérisé parle fait qu'il comprend:
- un shunt placé en série avec la batterie, la tension entre les bornes dudit shunt étant appelée tension d'entrée, - au moins un étage d'amplification à découpage, fournissant une tension amplifiée proportionnelle en valeur absolue à ladite tension d'entrée, - un convertisseur tension-fréquence délivrant un train d'impulsions dont la fréquence est proportionnelle à la valeur absolue de ladite tension amplifiée, - un circuit de comptage logique, sensible auxdites impulsions et au signe de la tension d'entrée, comptant positivement ou négativement lesdites impulsions selon ledit signe, et dont l'état logique représente une information qui est l'image de l'état de charge de la batterie, et - un circuit de décodage, sensible à l'état logique dudit compteur et inhibant la charge rapide lorsque la batterie est complètement chargée.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que ledit étage d'amplification à découpage comprend:
- une première porte analogique commandée par un oscillateur, transformant ladite tension d'entrée en une tension périodique dont l'amplitude de variation est égale a la valeur absolue de la tension d'entrée et dont la phase est décalée de ? lorsque le signe de la tension d'entrée change, - un amplificateur fournissant après filtrage une tension alternative amplifiée dont l'amplitude est proportionnelle celle de ladite tension périodique et en phase avec celle-ci, - une seconde porte analogique commandée par ledit oscillateur, transformant ladite tension alternative amplifiée, après filtrage, en une tension continue proportionnelle en valeur absolue a l'amplitude de ladite tension alternative amplifiée.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il c omporte des moyens pour inverser le signal de commande de ladite seconde porte analogique lorsque ladite tension d'entrée change de signe.

4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, carac-térisé par le fait qu'il comprend en outre au moins un second é-tage d'amplification entre ledit étage d'amplification à découpa-ge et ledit convertisseur tension-fréquence.

5. Dispositif selon la revendication 3, carac-térisé par le fait qu'il comprend un circuit de discrimination de sens comprenant une troisième porte analogique commandée par ledit oscillateur, transformant ladite tension alternative amplifiée, a-près filtrage, en une tension continue dont le signe est le même que celui de ladite tension d'entrée, ledit circuit fournissant un signal binaire image dudit signe.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un circuit de réglage de fréquence sensible binaire et agissant sur ledit convertisseur tension-fré-quence pour modifier ledit coefficient de proportionnalité en fonc-tion dudit signe,

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit circuit de réglage de fréquence est commandé alter-nativement par deux tensions de commande, selon ledit signe.

3. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite tension de commande correspondant à un courant de charge de la batterie est fournie par une sonde de température en contact thermique avec la batterie.

9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour produire des impulsions a une faible fréquence en l'absence de courant tra-versant la batterie.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par une résistance entre un point dudit étage d'amplification à découpage et une référen-ce de potentiel.