FR3102860A1 - Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil - Google Patents

Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil Download PDF

Info

Publication number
FR3102860A1
FR3102860A1 FR1912195A FR1912195A FR3102860A1 FR 3102860 A1 FR3102860 A1 FR 3102860A1 FR 1912195 A FR1912195 A FR 1912195A FR 1912195 A FR1912195 A FR 1912195A FR 3102860 A1 FR3102860 A1 FR 3102860A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
voltage
battery
gain
conductors
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1912195A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3102860B1 (fr
Inventor
Jean-Yves PENOUTY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
E Xteq Europe SAS
Original Assignee
E Xteq Europe SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by E Xteq Europe SAS filed Critical E Xteq Europe SAS
Priority to FR1912195A priority Critical patent/FR3102860B1/fr
Priority to US17/773,292 priority patent/US20240154438A1/en
Priority to PCT/EP2020/079528 priority patent/WO2021083743A1/fr
Publication of FR3102860A1 publication Critical patent/FR3102860A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3102860B1 publication Critical patent/FR3102860B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

La présente invention est un appareil (101) de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques, ledit appareil (101) comprenant : - un circuit (103) de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries ; - une connexion électrique (105) destinée à relier ledit appareil aux bornes d’une batterie ; caractérisé en ce que ladite connexion (105) comporte trois conducteurs électriques, deux conducteurs de puissance (107a, 107b) destinés à être reliés respectivement aux bornes positive et négative d’une batterie et un conducteur électrique de mesure (109) destiné à être relié à l’une des bornes de ladite batterie, et en ce que ledit appareil comprend une entité électronique (113) de compensation de la perte de tension permettant de compenser la perte de tension causée par lesdits conducteurs électriques de puissance (107a, 107b). Figure à publier : Figure 2

Description

Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil
La présente invention se rapporte au domaine des appareils de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques, plus particulièrement dans le domaine automobile, ainsi qu’aux câbles permettant de relier lesdits appareils à une batterie électrique.
Par exemple, dans le domaine automobile, les voitures sont équipées de batteries, généralement au plomb pour les véhicules thermiques et de batteries Li-Ion, Cadmium-Nickel, etc. pour les véhicules électriques ou hybrides. Ces batteries nécessitent d’être entretenues et vérifiées. Pour cela il existe des appareils, généralement distincts, permettant de les charger, de les décharger ou d’évaluer leur niveau de charge, ainsi que leur état de santé.
Il est ainsi connu de relier des appareils de diagnostic, de charge et/ou de décharge à une batterie électrique par l’intermédiaire d’une connexion Kelvin, également désignée sous le terme « connexion quatre fils ».
Une connexion Kelvin est un moyen permettant d'établir un contact électrique avec un composant tout en éliminant ou en réduisant considérablement l'effet des résistances parasites liées à cette connexion, telles que la résistance de contact et/ou la résistance des conducteurs. Ceci est particulièrement critique dans le cadre des batteries électriques, car certaines grandeurs physiques, telles que la tension, la résistance ou la conductance interne (reflétant notamment l’état de santé de la batterie), doivent être mesurées le plus précisément possible, afin de diagnostiquer, charger et/ou décharger la batterie au mieux.
On peut, par exemple, noter que la résistance interne de la batterie présente généralement une valeur du même ordre de grandeur que les résistances parasites, usuellement de l’ordre de quelques milliohms, il est donc important de pouvoir s’affranchir de phénomènes impactant cette mesure.
Pour cela, et tel qu’illustré à la figure 1, il est connu d’avoir un appareil 1 de diagnostic de charge et/ou de décharge muni d’une connexion Kelvin 3 reliant ledit appareil 1 à une batterie 5 de force électromotrice FEM et résistance interne RB.
Ladite connexion Kelvin 3 comprend quatre conducteurs 7a, 7b, 9a, 9b électriques généralement terminés par des pinces, 11a et 11b, pinces destinées à se fixer sur les plots d’une batterie. Plus particulièrement, la connexion Kelvin 3 comprend deux conducteurs de puissance 7a, 7b et deux conducteurs de mesure 9a, 9b.
Les conducteurs de puissance 7a, 7b permettent le passage d’une intensité élevée (que cela soit lors d’un diagnostic, ou lors d’une charge/décharge de la batterie), généralement de l’ordre de plusieurs ampères, tandis que les conducteurs de mesure 9a, 9b permettent la mesure d’une tension au plus près de l’élément dont on désire connaître la valeur, ici la résistance interne RBou de sa tension VBde la batterie 5. On limite ainsi la prise en compte de résistances parasites, résistances pouvant notamment fausser la mesure de sa résistance interne RB, d’autant plus que l’intensité du courant circulant dans les conducteurs de puissances est élevée.
La présente invention est ainsi une alternative de réalisation à la connexion Kelvin telle que décrite ci-dessus, permettant de réaliser un appareil, dit asymétrique, de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques dont la connexion électrique reliant ledit appareil à la batterie comprend seulement trois conducteurs, deux conducteurs de puissance et un seul conducteur de mesure.
L’invention est ainsi un nouvel appareil de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques, ledit appareil comprenant :
- un circuit de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries ;
- une connexion électrique destinée à relier ledit appareil aux bornes d’une batterie ;
caractérisé en ce que ladite connexion comporte trois conducteurs électriques, deux conducteurs de puissance destinés à être reliés respectivement aux bornes positive et négative d’une batterie et un conducteur électrique de mesure destiné à être relié à l’une des bornes de ladite batterie,
et en ce que ledit appareil comprend une entité électronique de compensation de la perte de tension permettant de compenser la perte de tension causée par lesdits conducteurs électriques de puissance.
L’appareil selon l’invention permet ainsi de mesurer des grandeurs électriques représentatives d’une batterie électrique sans utiliser une connexion Kelvin.
Cela permet également d’avoir des connecteurs électriques plus simples, de réduire le temps et le cout de fabrication desdits conducteurs et de proposer une alternative à l’utilisation d’une connexion dite « quatre fils » tout en maintenant une qualité de mesure adéquate d’une ou plusieurs grandeurs électriques relative à une batterie.
On notera qu’on entend par batterie tout dispositif permettant de stocker de l’énergie électrique, tel qu’une batterie électrochimique, un supercondensateur, etc. Par ailleurs, l’appareil selon l’invention peut également s’appliquer avantageusement à l’analyse de dispositif de production d’énergie électrique, tel qu’une pile à combustible.
Selon une caractéristique possible, l’entité électronique applique un gain G à une tension de mesure Vm, la tension Vmétant la tension aux bornes de l’un des conducteurs de puissance. On notera que la tension de mesure Vmprésente une valeur non nulle seulement lorsqu’un courant circule au niveau des conducteurs de puissance, par exemple lors d’une charge, d’une décharge, ou d’un diagnostic de batterie ; ladite tension Vmétant mesurée par l’intermédiaire du conducteur de mesure.
Selon une autre caractéristique possible, l’entité électronique comporte au moins un composant électronique appliquant un gain analogique Gaet/ou un gain numérique Gnà la tension de mesure Vm.
Selon une autre caractéristique possible, ledit gain numérique Gnest réalisé par logiciel au moyen d’un microprocesseur dudit appareil.
Selon une autre caractéristique possible, le gain G est fonction des résistances R1et R2associées auxdits conducteurs électriques de puissance.
Selon une autre caractéristique possible, ledit au moins un composant électronique comporte un amplificateur opérationnel monté en amplificateur non-inverseur et au moins deux résistances R3et R4.
Selon une autre caractéristique possible, les valeurs des résistances R3et R4associées à l’amplificateur opérationnel sont réglables.
Selon une autre caractéristique possible, le gain Gaest fonction des résistances R1et R2associées aux conducteurs de puissance et des résistances R3et R4 associées à l’amplificateur opérationnel.
Selon une autre caractéristique possible, le conducteur de mesure est relié à la borne négative de la batterie.
Il est avantageux de relier le conducteur de mesure à la borne négative de la batterie, car ladite borne est généralement associée à la référence interne des appareils de diagnostic, de charge et/ou de décharge, permettant ainsi d’utiliser les alimentations électriques desdits appareils sans avoir à les isoler galvaniquement ou d’avoir une ou plusieurs alimentations dédiées.
Selon une autre caractéristique possible, l’entité électronique de compensation de tension est disposée dans l’appareil.
Selon une autre caractéristique possible, le gain G est réglé pour qu’en court-circuit de ladite connexion électrique, la tension mesurée en sortie du circuit de compensation soit sensiblement égale à zéro.
On notera que ce réglage s’effectue lors du passage d’un courant nominal adapté aux conducteurs de puissance, par exemple de l’ordre de quelques dizaines d’ampères pour une application automobile, ceci afin d’avoir une tension non nulle facilement mesurable et modifiable, jusqu’à son annulation.
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
est une représentation très schématique de l’art antérieur ;
est une représentation très schématique d’un appareil de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques selon l’invention ;
est une représentation schématique d’une première variante de réalisation d’un appareil selon l’invention, et
est une représentation schématique d’une deuxième variante de réalisation d’un appareil selon l’invention.
La figure 2 est une représentation très schématique d’un appareil 101 de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques selon l’invention. Plus particulièrement, l’appareil 101 comprend :
- un circuit 103 de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries ;
- une connexion électrique 105 qui est destinée à relier ledit appareil 101 aux bornes d’une batterie 106 et qui comporte trois conducteurs électriques, deux conducteurs de puissance 107a et 107b destinés à être reliés respectivement aux bornes positive et négative d’une batterie 106 et un conducteur électrique de mesure 109 destiné à être relié à l’une des bornes de ladite batterie 106.
Ladite connexion 105 se termine par exemple par des pinces 111a et 111b (ou n’importe quel moyen de connexion électrique) sur lesquelles sont fixés lesdits conducteurs 107a-b et 109, lesdites pinces 111a-b facilitant une connexion rapide entre ledit appareil 101 et les batteries à diagnostiquer, à charger et/ou à décharger. On notera également que le conducteur de mesure 109 est préférentiellement destiné à être relié à la borne négative de la batterie 106.
Ledit appareil 101 comprend par ailleurs une entité électronique 113 de compensation de la perte de tension permettant de compenser la perte ou chute de tension causée par lesdits conducteurs électriques de puissance 107a-b. On notera qu’on entend par perte ou chute de tension (lors du passage d’un courant dans lesdits conducteurs de puissance), l’ensemble des pertes dues aux conducteurs de puissance ou de leurs connexions électriques avec les différents éléments. On définit ainsi une résistance équivalente, dite « parasite », R1et R2pour chacun desdits conducteurs de puissance, respectivement 107a et 107b.
L’entité 113 électronique est ainsi configurée pour appliquer un gain G à une tension de mesure Vm, la tension Vmétant la tension aux bornes du conducteur de puissance 107b, ledit gain G étant fonction des résistances R1et R2desdits conducteurs de puissance 107a et 107b (ladite tension de mesure Vmétant mesurée par l’intermédiaire du conducteur de mesure 109 qui est associé au conducteur de puissance, par exemple au niveau des terminaisons de la connexion électrique 105).
Plus particulièrement, le gain G est calculé ou réglé expérimentalement. Par exemple, lorsque l’appareil 101 et les conducteurs 107a, 107b et 109 de la connexion 105 sont en court-circuit, c’est-à-dire que les extrémités desdits conducteurs 107a-b, 109, destinées à être connectées à une batterie, sont connectées directement les unes aux autres, le gain doit présenter une valeur de sorte que la tension résultante mesurée Vmes, en sortie du circuit 113, est sensiblement nulle. Cette égalité doit être vérifiée lorsqu’il y a passage d’un courant nominal adapté aux conducteurs de puissance, par exemple de l’ordre de quelques dizaines d’ampères pour une application automobile, ceci afin d’avoir une tension non nulle facilement mesurable et modifiable, jusqu’à son annulation.
La tension résultante mesurée Vmes(qui correspond à la tension VBde la batterie) est la différence de la tension Vp, tension entre les conducteurs de puissance 107a-b, et la tension de mesure Vmdu conducteur de mesure 109 (tension entre le conducteur de mesure et une référence électrique locale A) multipliée par le gain G, c’est-à-dire que :
V mes = V p – G V m
La tension de mesure Vmmultipliée par le gain G doit correspondre aux pertes associées aux résistances R1et R2des conducteurs de puissance 107a-b. Les tensions V1et V2correspondent aux pertes engendrées par les résistances associées auxdits conducteurs de puissance 107a et 107b. On peut donc considérer que :
G V m = V 1 + V 2
et reformuler l’équation ci-dessus comme suit :
V mes = V p – V 1 – V 2
Ainsi, le réglage du gain G selon les critères ci-dessus permet donc d’obtenir la valeur de la tension VB(ou Vmes) aux bornes de la batterie en corrigeant la tension de VPaux bornes des conducteurs de puissance 107a-b des pertes en tension engendrées par la connexion électrique 105.
L’entité électronique 113 comporte ainsi au moins un composant électronique 113a qui transforme une tension d’entrée, ici la tension de mesure Vm, en une tension de sortie Vm2, en y appliquant un gain G.
Le gain appliqué à la tension de mesure Vmpeut être analogique Gaet/ou numérique Gn.
La figure 3 est une représentation très schématique de l’appareil selon une première variante de réalisation de l’invention. Dans celle-ci, l’entité électronique 113 applique un gain analogique Gaà la tension de mesure Vm, afin d’obtenir en sortie une tension Vm2= GaVm. Les éléments identiques sont désignés par les mêmes références que dans la représentation de l’appareil de la figure 2.
Plus particulièrement, l’entité 113 comporte un amplificateur-opérationnel 201 monté en amplificateur non-inverseur associé à deux résistances R3et R4, telles qu’une résistance de pied R3et une résistance de contre-réaction R4.
La valeur du gain analogique Gaest donc fonction des valeurs de résistances associées auxdits conducteurs de puissances 107a-b et des résistances associées à l’amplificateur opérationnel 201, respectivement référencées R1, R2, R3et R4.
Les résistances R3et R4associées à l’amplificateur opérationnel 201 peuvent être des résistances réglables, telles que des potentiomètres, leurs valeurs pouvant être réglées selon la méthode décrite ci-dessus. Cependant, il est également possible de mesurer la valeur des résistances parasites R1et R2et de choisir de façon adéquate la valeur des résistances de pied R3et de contre-réaction R4.
En effet, ces résistances doivent vérifier l’égalité ci-dessous pour permettre d’obtenir, en sortie de l’entité 113, la valeur de la tension VBaux bornes de la batterie 106 :
La tension Vm2en sortie du composant 113a est ensuite envoyée vers un autre composant électronique 202 permettant de soustraire cette tension à la tension Vpaux bornes des conducteurs de puissance 107a-b et d’obtenir la tension Vmes(ou VB).
La figure 4 est une représentation très schématique de l’appareil selon une deuxième variante de réalisation de l’invention. Les éléments identiques sont désignés par les mêmes références que dans la représentation de l’appareil de la figure 2. Cependant à la différence de l’appareil de la figure 2, la tension de puissance VPet la tension de mesure Vmsont numérisées par l’intermédiaire d’un ou plusieurs composants électroniques adéquats, tels qu’un convertisseur analogique-numérique, respectivement 203 et 204.
Ces grandeurs de tension numérisées sont envoyées vers un autre composant électronique 206, tel qu’un calculateur, qui applique un gain numérique Gnà la tension de mesure Vmet calcule la tension aux bornes de la batterie Vmesen fonction de tensions mesurées par l’intermédiaire de la connexion électrique 105. Ces opérations sont par exemple réalisées par logiciel au moyen d’un microprocesseur dudit appareil 101.
Comme précédemment, l’entité électronique 113, par l’intermédiaire des convertisseurs 203, 204 et du calculateur 206, applique un gain numérique Gnà la tension de mesure Vmet fournie en sortie une tension de batterie Vmesou VB. De plus, le gain numérique Gnest également réglé en fonction des résistances parasites R1, R2associés aux conducteurs 107a-b (par exemple selon la méthode décrite ci-avant).
Quelle que soit la variante de réalisation, lorsque le gain G est réglé de façon adéquate, la tension mesurée résultante Vmess’identifie à la tension réelle aux bornes de la batterie et permet d’en déduire des grandeurs électriques de ladite batterie, telles que la valeur de résistance (ou de conductance) interne de ladite batterie.
Dans les variantes de réalisation décrites ci-dessus, l’entité électronique 113 de compensation de tension est disposée dans l’appareil 101, ou dans un boitier externe dédié relié auxdits conducteurs.
Dans une autre variante de réalisation non représentée, l’appareil 101 est configuré pour identifier la connexion électrique 105 branchée sur ledit appareil et requérir un réglage ou étalonnage du gain si les conducteurs ont été modifiés.
Ladite connexion électrique 105, ou chacun desdits conducteurs 107 a, 107b, 109 peut ainsi comprendre un ou plusieurs moyens d’identification, tel qu’une EPROM, une puce RFID, un code barre… afin de connaître le gain G à appliquer ou la valeur des résistances parasites (et de régler le gain G en conséquence). A cet effet, l’appareil 101 peut comprendre un moyen de détection ou de lecture dudit moyen d’identification, tel qu’un lecteur de code-barre, un lecteur RFID, etc. pour lire ledit moyen d’identification de ladite connexion électrique 105.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, ladite résistance de contre-réaction R4est logée dans la connexion électrique 105 et configurée pour se connecter à l’amplificateur opérationnel 201 du composant électronique 113a appliquant le gain Ga(ladite résistance présentant une valeur adéquate en fonction des résistances parasites desdits conducteurs de puissance).

Claims (11)

  1. Appareil (101) de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques, ledit appareil (101) comprenant :
    - un circuit (103) de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries ;
    - une connexion électrique (105) destinée à relier ledit appareil aux bornes d’une batterie ;
    caractérisé en ce que ladite connexion (105) comporte trois conducteurs électriques, deux conducteurs de puissance (107a, 107b) destinés à être reliés respectivement aux bornes positive et négative d’une batterie et un conducteur électrique de mesure (109) destiné à être relié à l’une des bornes de ladite batterie,
    et en ce que ledit appareil comprend une entité électronique (113) de compensation de la perte de tension permettant de compenser la perte de tension causée par lesdits conducteurs électriques de puissance (107a, 107b).
  2. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’entité électronique (113) applique un gain (G ; Ga, Gn) à une tension de mesure Vm, la tension Vmétant la tension aux bornes de l’un des conducteurs de puissance (107a ou 107b) .
  3. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’entité électronique (113) comporte au moins un composant électronique (113a) appliquant un gain analogique (Ga) et/ou un gain numérique (Gn) à la tension de mesure Vm.
  4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit gain numérique (Gn) est réalisé par logiciel au moyen d’un microprocesseur dudit appareil (101).
  5. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le gain (G ; Ga, Gn) est fonction des résistances R1et R2associées desdits conducteurs électriques de puissance (107a, 107b).
  6. Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit au moins un composant électronique (113) comporte un amplificateur opérationnel (201) monté en amplificateur non-inverseur et au moins deux résistances R3et R4.
  7. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les valeurs des résistances R3et R4associées à l’amplificateur opérationnel (201) sont réglables.
  8. Appareil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le gain analogique (Ga) est fonction des résistances R1et R2associées aux conducteurs de puissance (107a, 107b) et des résistances R3et R4associées à l’amplificateur opérationnel (201).
  9. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conducteur de mesure (109) est relié à la borne négative de la batterie.
  10. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’entité électronique (113) de compensation de tension est disposée dans l’appareil (101).
  11. Appareil selon la revendication 2 ou l’une quelconque des revendications 3 à 10 dépendante de la revendication 2, caractérisé que le gain (G ; Ga, Gn) est réglé pour qu’en court-circuit de ladite connexion électrique (105), la tension mesurée Vmesen sortie du circuit de compensation soit sensiblement égale à zéro.
FR1912195A 2019-10-30 2019-10-30 Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil Active FR3102860B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1912195A FR3102860B1 (fr) 2019-10-30 2019-10-30 Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil
US17/773,292 US20240154438A1 (en) 2019-10-30 2020-10-20 Asymmetric device for diagnosis, for charging and/or for discharging of electric batteries and conductors for said device
PCT/EP2020/079528 WO2021083743A1 (fr) 2019-10-30 2020-10-20 Appareil asymetrique de diagnostic, de charge et/ou de decharge de batteries electriques et conducteurs pour ledit appareil

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1912195 2019-10-30
FR1912195A FR3102860B1 (fr) 2019-10-30 2019-10-30 Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3102860A1 true FR3102860A1 (fr) 2021-05-07
FR3102860B1 FR3102860B1 (fr) 2021-11-12

Family

ID=71111459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1912195A Active FR3102860B1 (fr) 2019-10-30 2019-10-30 Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240154438A1 (fr)
FR (1) FR3102860B1 (fr)
WO (1) WO2021083743A1 (fr)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794224A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Shindengen Electric Mfg Co Ltd バッテリ試験装置のバッテリケーブル端子
US20030016001A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-23 Axa Power A/S Cable voltage drop compensation in an electric power supply system
US20090051365A1 (en) * 2003-09-05 2009-02-26 Bertness Kevin I Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
DE102012217973A1 (de) * 2012-10-02 2014-04-03 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung mit mindestens einer Teilvorrichtung umfassend eine regelbare Spannungsquelle und ein Regelungsmittel und System mit einer solchen Vorrichtung und mit einem Kabelbaum
US20140107976A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Andrew F. Kallfelz Tester for equipment, apparatus, or component with distributed processing function
US20140300347A1 (en) * 2011-09-23 2014-10-09 Continental Automotive Gmbh Device for measuring a battery current
US20170331162A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Schumacher Electric Corporation Battery State Detection System and Method
EP3258281A1 (fr) * 2016-11-28 2017-12-20 DHC Specialty Corp. Appareil de test de batterie asymétrique
RU181344U1 (ru) * 2018-03-06 2018-07-11 Андрей Николаевич Перчиц Зарядно-разрядный модуль (зрм) с системой диагностики акб

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794224A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Shindengen Electric Mfg Co Ltd バッテリ試験装置のバッテリケーブル端子
US20030016001A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-23 Axa Power A/S Cable voltage drop compensation in an electric power supply system
US20090051365A1 (en) * 2003-09-05 2009-02-26 Bertness Kevin I Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US20140300347A1 (en) * 2011-09-23 2014-10-09 Continental Automotive Gmbh Device for measuring a battery current
DE102012217973A1 (de) * 2012-10-02 2014-04-03 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung mit mindestens einer Teilvorrichtung umfassend eine regelbare Spannungsquelle und ein Regelungsmittel und System mit einer solchen Vorrichtung und mit einem Kabelbaum
US20140107976A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Andrew F. Kallfelz Tester for equipment, apparatus, or component with distributed processing function
US20170331162A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Schumacher Electric Corporation Battery State Detection System and Method
EP3258281A1 (fr) * 2016-11-28 2017-12-20 DHC Specialty Corp. Appareil de test de batterie asymétrique
RU181344U1 (ru) * 2018-03-06 2018-07-11 Андрей Николаевич Перчиц Зарядно-разрядный модуль (зрм) с системой диагностики акб

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ENGINEERING BURNS: "Errors Related to Cable Resistance Imbalance in Three Wire RTDs", 31 December 2011 (2011-12-31), XP055388340, Retrieved from the Internet <URL:http://www.burnsengineering.com/local/uploads/files/3_Wire_RTD_Accuracy_Assessment.pdf> [retrieved on 20170706] *
VENCON: "Battery Resistance Wire Compensation", 31 December 2013 (2013-12-31), pages 1 - 8, XP055388061, Retrieved from the Internet <URL:http://vencon.com/wp-content/uploads/BatWireCompensation.pdf> [retrieved on 20170705] *

Also Published As

Publication number Publication date
US20240154438A1 (en) 2024-05-09
WO2021083743A1 (fr) 2021-05-06
FR3102860B1 (fr) 2021-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9966676B2 (en) Kelvin connector adapter for storage battery
EP2233937B1 (fr) Procédé de détermination de l&#39;état de santé d&#39;une batterie
EP2397863B1 (fr) Systeme de surveillance de l&#39;etat d&#39;une batterie
EP2755848B1 (fr) Procede de surveillance du filtre capacitif d&#39;un chargeur de batterie
EP2797157B1 (fr) Système de batterie de puissance pour la determination de l&#39;impedance d&#39;un etage
FR2713019A1 (fr) Procédé et dispositif de surveillance et d&#39;équilibrage dynamique d&#39;un pack de batteries d&#39;accumulateurs.
FR2861179A1 (fr) Dispositif de mesure non dissipatif du courant dans une inductance
FR2956743A1 (fr) Procede non intrusif de determination de l&#39;impedance electrique d&#39;une batterie
FR2995083A1 (fr) Dispositif de detection et de mesure d&#39;un defaut d&#39;isolement
EP3740773B1 (fr) Procede de detection d&#39;une cellule defaillante dans une batterie electrique
EP2725683A1 (fr) Convertisseur d&#39;equilibrage pour batteries comprenant des moyens de diagnostic
FR3016217A1 (fr) Dispositif et procede de detection d&#39;un echauffement d&#39;un ensemble-batterie
FR3070764A1 (fr) Procede de determination de l&#39;etat d&#39;une ligne electrique reliant une cellule de batterie d&#39;accumulateurs a une unite de controle et unite de controle correspondante
FR3076907A1 (fr) Appareil de test d&#39;une batterie d&#39;accumulateurs
FR3016442A1 (fr) Mesure de resistances de reprise de contacts
WO2013088057A1 (fr) Procede de mesure de la temperature
FR3102860A1 (fr) Appareil asymétrique de diagnostic, de charge et/ou de décharge de batteries électriques et conducteurs pour ledit appareil
EP1211777A2 (fr) Bloc batterie avec un contrôleur de charge intégré
FR2900503A1 (fr) Procede de charge de batterie avec compensation de resistance interne, chargeur de batterie pour la mise en oeuvre de ce procede
EP2406647A1 (fr) Procede pour determiner l&#39;etat de charge d&#39;une source electrochimique pour la traction electrique de vehicules
WO2014128395A1 (fr) Procédé et dispositif d&#39;estimation d&#39;impédance d&#39;une batterie de véhicule automobile
FR2611314A3 (fr) Procede et dispositif de controle de la disponibilite d&#39;une batterie d&#39;accumulateurs
EP1319956B1 (fr) Système de détermination de l&#39;état de charge et de la tension d&#39;une batterie de stockage d&#39;énergie électrique, notamment pour véhicule automobile
EP3245703B1 (fr) Système de raccordement d&#39;un générateur décentralisé monophase à un réseau triphase
FR3134186A1 (fr) Procédé d’estimation d’un courant électrique de sortie d’un convertisseur de puissance

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20210507

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5