WO2012114036A1 - Dispositif embarque d'estimation du vieillissement d'une batterie d'alimentation de vehicule automobile et procede correspondant - Google Patents

Dispositif embarque d'estimation du vieillissement d'une batterie d'alimentation de vehicule automobile et procede correspondant Download PDF

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WO2012114036A1
WO2012114036A1 PCT/FR2012/050363 FR2012050363W WO2012114036A1 WO 2012114036 A1 WO2012114036 A1 WO 2012114036A1 FR 2012050363 W FR2012050363 W FR 2012050363W WO 2012114036 A1 WO2012114036 A1 WO 2012114036A1
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WO
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battery
aging
estimated
soc
charge
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/050363
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English (en)
Inventor
Fehd BEN AICHA
Original Assignee
Renault S.A.S.
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.)
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Publication date
Application filed by Renault S.A.S. filed Critical Renault S.A.S.
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    • 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]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • 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]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements

Definitions

  • the invention relates to the field of management of electric battery for a motor vehicle.
  • a battery is understood to mean an accumulator battery capable of storing electrical energy when it is connected to an external network, and subsequently restoring this electrical energy when the vehicle is disconnected from the network.
  • the batteries can for example be of the electrochemical type such as lithium-ion batteries or other types of batteries such as capacitors.
  • the electrical power that can be supplied by the battery decreases during a cycle of discharging the battery.
  • the maximum amount of energy that the battery can store also decreases during the life of the battery.
  • SOC-level state of charge State of Charge
  • Q maximum capacity
  • the maximum capacity of the battery Q (usually expressed in ampere hours) allows to know the duration during which the battery can supply a current of a given amperage. This capacity is degraded over time depending on the temperature history of the battery and on its history of charging and discharging cycles.
  • the charge level of the battery (SOC) reflects the level of charge of the battery between a minimum charge level SOC m i n where the battery is no longer usable, and a maximum charge level equal to 1.
  • the charge level of the battery can be calculated from the history of the current entering or leaving the battery by the equation: dSOC _ I
  • I is the current going into the battery
  • Q is the capacity of the battery at time t.
  • SOC and Q are not directly measurable in a simple way, since the knowledge of SOC implies to carry out an integration from a known state, for example from the fully loaded state, and that a direct measurement of Q involves performing a complete cycle of charging and discharging the battery, which can not be done while the battery is in use on the vehicle.
  • the knowledge of the SOC charge level contributes to the evaluation of the power immediately available on the battery, and the knowledge of Q makes it possible to evaluate the residual autonomy of the vehicle for a complete charge of the battery.
  • the gradual reduction of this autonomy of the vehicle after each charge-discharge cycle reflects the aging of the battery, and determines when the battery must be changed to maintain an acceptable range of the vehicle.
  • the patent application US 2008 0 231 284 proposes to select a pair of parameters from the preceding parameters, and to count the number of occurrences of each pair in a two-dimensional table.
  • a weighting factor can be assigned to each element of the table. This weighting factor will be all the higher, as the pair of values corresponds to a zone of operation of the battery tending to accelerate the aging thereof.
  • the occurrences counted in each box of the table can then be summed, weighted by the corresponding weighting factor, to obtain a parameter making it possible to quantify the importance of aging of the battery.
  • This method therefore makes it possible to compare the state of aging of two similar batteries subjected to different histories, but does not propose means for correlating the aging parameter thus estimated with a physical quantity making it possible to make decisions as to the piloting or the replacement. drums.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for estimating the aging of a motor vehicle power supply battery, in particular enabling a continuous estimation or a periodic estimation of the maximum charge capacity of the battery, this maximum capacity. can be subsequently used to calculate other battery specific quantities, or to decide when the battery needs to be changed.
  • the object of the invention is also to propose an aging estimation method able to operate with reduced memory resources, allocated to the storage of the recorded data concerning the battery.
  • a monitoring device of a power supply battery on board a motor vehicle with electric or hybrid propulsion comprises a battery temperature sensor, an ammeter capable of measuring the current entering or leaving the battery, a voltmeter adapted to measure the voltage across the battery, and an aging estimator, the aging estimator comprising a Kalman estimator configured to estimate a first hidden magnitude (SOC), or estimated load according to Kalman of the battery, and a second hidden magnitude (Q) or estimated maximum capacity of the battery, whose time derivatives are evaluated from the difference ()) between the voltage measured by the voltmeter, and an estimated voltage, defined as a function of the measured current quantities (I) and temperature, as well as quantities estimated according to Kalman (SOC, Q) load and maximum capacity of the battery.
  • SOC hidden magnitude
  • Q second hidden magnitude
  • ammeter means here and in the following text, any sensor or any means of estimating the intensity of current entering the battery or leaving the battery.
  • K 1 and K 2 are gains selected as a function of the values of the measured voltage (U) by the voltmeter.
  • the gains K 1 and K 2 are gains chosen according to the theory of the extended Kalman filter.
  • the device further comprises a load level estimator (SOC) of the battery delivering a value between zero and one, a memory in which is stored an aging counter, and a unit counter which is configured to periodically multiply the aging counter by an aging coefficient calculated from pairs of temperature values and charge levels collected over a period of time.
  • the charge level estimator (SOC) of the battery is different from the Kalman estimator.
  • the device also comprises a monitoring comparator configured to compare with a control threshold, the absolute value of the difference between the estimated maximum capacity of the battery, multiplied by a first constant, and the aging counter, multiplied by one second constant.
  • both constants are both equal to one, especially when the aging counter has initially - ie before the first multiplication by the aging coefficient - to value the initial capacity of the battery.
  • the device comprises a unit for acquiring the history of the battery, the acquisition unit being able to record pairs of temperature and charge level values acquired at successive time intervals. , in a frequency table counting the number of occurrences of these couples simultaneously included in a temperature range and in a given charge level range.
  • the history acquisition unit may be configured to record the last pair of temperature and charge level values acquired, in a first frequency table if the battery is in use or recharging at the time of the acquisition. acquiring, and recording the last pair of acquired temperature and charge level values, or the last acquired temperature value, in a second frequency table if the battery is idle at the time of acquisition.
  • the acquisition unit is configured to calculate and store an aging coefficient in the form of a constant from which a power a is subtracted from a linear combination of the different frequency values stored in the table or tables. frequency, where a is a true value strictly greater than zero and less than or equal to one.
  • the device may include an aging diagnostic unit configured to display an alert message if the absolute value of the difference calculated by the load level estimator is greater than the control threshold.
  • the aging diagnostic unit may further be configured to display, in case the absolute value of the difference is below the control threshold, a diagnosed battery capacity calculated as a linear combination, for example as a barycentre, two values of the aging counter and the estimated maximum capacity of the battery.
  • the battery charge level estimator is configured to use one of three values: diagnosed battery capacity, aging counter, or estimated maximum battery capacity, and to take account of this. value after each update of the aging counter. This improves the accuracy of the load level estimator.
  • the invention is also obj and the use of a monitoring device as described above, to verify the normal operation of the vo lt materials associated with the battery, and a normal aging rhythm of the drums.
  • the subject of the invention is a method for monitoring the state of charge of a power supply battery on board an electric or hybrid motor vehicle, in which it is evaluated or recorded continuously.
  • the temperature (T) of the battery, the current (I) entering or leaving the battery, and the voltage (U) across the battery and in which a Kalman estimator is used to estimate a first hidden quantity (SOC ), or estimated charge according to Kalman of the battery, and a second hidden magnitude (Q) or estimated maximum capacity of the battery, by postulating that the time derivatives of these two hidden quantities are connected to the gap (£) between the voltage (U) measured by the voltmeter, and an estimated voltage (U), the estimated voltage being defined as a function of the measured quantities of current (I) and temperature (T), as well as the quantities estimated according to Kalman (SOC, Q) charge and maximum capacity of the battery.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an electric vehicle equipped with a monitoring device according to the invention
  • FIG. 2 shows the operation of an estimator belonging to the monitoring device of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a simplified representation of an electric vehicle equipped with a second monitoring device which may be complementary to the monitoring device of FIG. 1.
  • FIG. 4 illustrates part of a monitoring process implemented by the device of FIG. 3.
  • a battery 2 of a motor vehicle is connected via an electronic device 4 power with an electric motor 3 for propelling the vehicle.
  • the battery 2 can also be connected through a junction box 6 with various consumers 5 of the vehicle, such as an air conditioning system, a heating system, the lighting system or the windshield wipers of the vehicle.
  • a monitoring device 1 of the battery 2 comprises an ammeter 7 arranged to be able to measure the current entering or leaving the battery 2, a voltmeter 8 arranged to measure the voltage between the terminals of the battery 2, as well as a temperature sensor 9 arranged to measure a characteristic temperature of the battery.
  • the temperature sensor may for example be disposed at the interface between two components of the battery, or on an outer face of the battery 2.
  • the monitoring device 1 comprises an electronic computing unit 10 (ECU 1) which receives the values measured by the ammeter 7, the voltmeter 8 and the temperature sensor 9, respectively by connections 16, 14, and 15.
  • ECU 1 electronic computing unit 10
  • the monitoring device 1 also comprises a gain generator 17 receiving as input the value measured by the voltmeter 8.
  • the gain generator 17 can also receive, although it is not shown in the figure, control values transmitted by the electronic computing unit 10.
  • the generator of gain 17 transmits gain values K i and K 2 to the electronic computing unit 10, which delivers two estimated values Q and SOC respectively representing an estimated maximum capacity of the battery 2 and an estimated load according to Kalman of the battery 2.
  • the electronic computing unit 10 uses the basic relation enabling the level of charge of the battery to be defined, that is to say:
  • the maximum capacity Q of the battery is a function that varies slowly with respect to the charge level SOC of the battery.
  • the electronic computing unit 10 is therefore programmed to consider this maximum load as a constant value, with a disturbance, which will be proportional to the difference between the voltage measured by the sensor 8, and an estimated voltage U calculated by the calculation unit itself.
  • Kalman estimators makes it possible to perform an optimized estimation of an estimated value Q which is the estimated maximum capacity of the battery 2, as well as an estimated value SOC which is the estimated charge according to Kalman of the battery 2 on the basis of the following two equations:
  • K 1 and K 2 calculated by the gain generator 17 are determined using the theory of optimal observers of Kalman.
  • the expression of K 1 and K 2 depends in particular on the standard deviation of the U U error between the measured voltage U and the estimated voltage U, and depends on the standard deviation of the measurement of the voltmeter 8.
  • the voltmeter 8 comprises, like most sensors, a preferential working area, where the standard deviation of the measurement errors announced by the supplier is relatively low, and less favorable measurement zones where this standard deviation becomes larger.
  • the gain values K 1 and K 2 may for example be higher so as to correct the model by the information provided by the measurement. In the working areas of the voltmeter U where the sensor is less precise, the gain values K i and K 2 may be lower because the model is then more confident and the value of the correction made to it is limited.
  • Kalman estimators thus makes it possible to generate gains K 1 and K 2 in a continuous and optimized manner.
  • FIG. 2 shows the operation of an estimator belonging to the monitoring device of FIG. 1.
  • FIG. 2 there are some elements common to FIG. 1, the same elements then being designated by the same references.
  • the electronic computing unit 10 comprises a voltage estimator 18, which is configured to calculate an estimated voltage U from the temperature T of the battery that it receives via the connection 15, from the current intensity I into the battery, that the voltage estimator 18 receives through the connection 16, as well as from two intermediate estimated values Q and SOC calculated by the computing unit 10 itself, and returned to the estimator
  • the electronic computing unit 10 furthermore receives, via the connection 14, the voltage value U measured at the terminals of the battery 2.
  • the estimated voltage value U is sent to the negative input of a subtracter 19, which receives on its positive input the measured value of voltage U.
  • the difference UU between the two estimated and measured voltages is then sent to a multiplier 21 which multiplies this difference by a first gain of Kalman Ki and sends the result to the negative input of a subtractor 25.
  • the subtractor 19, or another subtractor receiving the same inputs and delivering the same difference between the measured voltage U and the estimated voltage U sends this difference to a multiplier 22 which applies to it a gain K 2 , then sends the result to an integrator 20, the output of which is an intermediate value Q which is, on the one hand, sent back to the voltage estimator 18, and which is, on the other hand, sent after inversion by an inverter 23, to a multiplier 24.
  • the multiplier 24 receives on a second input the measured value I of current entering the battery, and delivers a product - that it sends on a positive input of the subtractor 25.
  • the result of the subtracter 25 is sent to an integrator 27 which outputs an intermediate calculation variable SOC which is returned to the voltage estimator 18.
  • the intermediate calculation values Q and SOC are also transmitted by the electronic calculation unit 10 to other electronic calculation units (not shown), or are reused by the electronic computing unit 10 itself in the context of an estimate of the charge level SOC of the battery or its maximum capacity Q, or other quantities depending on these values.
  • the multipliers 21 and 22 are variable gain multipliers which respectively receive a first gain setpoint Ki and a second gain setpoint K 2 of the gain generator 17.
  • the gains K 1 and K 2 are developed according to the theory of optimal observers of Kalman .
  • the electronic computing unit 10 thus receives as input the three measured values of voltage U, temperature T and current I of the battery 2, and outputs two estimated values Q and SOC which are estimates of two hidden variables Q and SOC of the system.
  • the charge level SOC and the capacitance Q of the battery thus calculated are therefore a function of the physical state of the battery, as measured by the temperature sensor 9, by the voltmeter 8 and by the ammeter 7. They therefore faithfully reflect the physical state of the battery, provided that the indications of the different sensors are accurate.
  • this second method of estimating the aging of the battery can be used independently of the first method already described.
  • FIG. 3 illustrates a complementary monitoring device that can be connected to the battery 2 in parallel with the device already described in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows elements that are common to FIG. 1, the same elements then being designated by the same references.
  • the device of FIG. 3 comprises an estimator 1 1 of the charge level (SOC) of the battery 2, this estimator 11 being connected to the ammeter 7 and also being connected to an electronic computing unit 12 belonging to the device.
  • SOC charge level
  • Battery state of charge estimators are known to those skilled in the art. For example, the description of such state of charge estimators can be found in patent application WO 2005/085889.
  • Such estimators may for example use the indications of an ammeter connected to the battery during the charging and discharging phases as well as the spot voltage measurements at the terminals of the battery.
  • the electronic computing unit 12 is also connected to the temperature sensor 9 and to a clock 13. According to the variant embodiments, the battery charge level estimator 1 1 can also be connected to the voltmeter 8.
  • the unit electronic computing circuit 12 uses the signals of the clock 13 to record a history of the states of the battery 2 during a period ⁇ . Thus, during a period of time which extends between a date (p-1) x up to a date ⁇ . ⁇ , where p is an integer, the computer unit 2 records at regular time intervals a mean temperature (T) and a mean load level (SOC).
  • T mean temperature
  • SOC mean load level
  • the average temperature (T) and the average charge level (SOC) corresponding to each time interval are obtained by a sliding average, by calibrating the length of the averaging windows as a function of the respective dynamics of the variables T and SOC.
  • the length of the averaging window may for example be substantially less than or equal to the time interval between two acquisitions, and may be different for the variable T and for the variable SOC.
  • this pair ((T), (SOC)) of average values is counted in a first frequency table Mi j . If the battery is in the idle state, the torque ((T), (SOC)) is counted in a second frequency table Ni j .
  • the frequency tables M ⁇ , Ni j and the number of equivalent cycles n eq are then used to calculate an aging coefficient C (pi) relative to the pth period ⁇ whose history has just been recorded, then to calculate a maximum capacity Q (px) representative of the overall state of aging of the battery.
  • the calculation of the capacity is therefore recurrent at each period, starting from an initial capacity Q i n i of the battery.
  • Mi j reflects a distribution, along a temperature axis and along a level axis charge, the time spent by the battery, in the state of simple storage.
  • the second matrix N; j reflects a distribution of time spent by the battery, along a temperature axis and along a load level axis, in state of charge or discharge.
  • n eq represents a number of equivalent cycles driven energetically by the battery 2.
  • the number of equivalent cycles may for example be calculated by the following formula:
  • I (t) is the current intensity recorded at time t by the ammeter 7
  • X is the capacity of the battery 2 and can for example be expressed in the form:
  • the average voltage value (il) can be either a data from the battery supplier, or be obtained by integrating the measured value of U on the time interval from ( ⁇ -1) ⁇ to ⁇ ,
  • the maximum capacity of the battery Q is taken equal to the last known value, that is to say the one known at the instant ( ⁇ - ⁇ ) . ⁇ .
  • the electronic calculation unit 12 calculates the coefficient C representing the aging of the battery 2 between the instant ( ⁇ - ⁇ ) . ⁇ and the instant ⁇ according to a formula of the type:
  • a is a true value strictly greater than 0 and less than or equal to 1. a may for example be close to or equal to 0.5.
  • the index i is associated with a series of temperature intervals [Ti, Ti + i] representing a segmentation of a working interval of the battery 2 in terms of temperature.
  • the index j is associated with an interval of charge levels of the battery [SOC j , SOC j + i], for example knowing that the level of the charge of the battery can be between 0 and 1, one can ask:
  • the weighting coefficient represents a percentage of time that the battery 2 has spent, in the idle state, in a state where it was simultaneously at a temperature between Ti and ⁇ 1+ 1 and with a charge level between SOC j and SOC j + i.
  • the weighting coefficient n; j represents a percentage of time that the battery 2 has passed, in charge or discharge phase, in a state where it was simultaneously at a temperature between Ti and T 1+ 1 and with a charge level between
  • the coefficients a; j are characteristic coefficients of the battery. They can be determined from experimental curves of evolution of the maximum charge Q (t) of the battery during the time t, carried out for a battery at rest, at a temperature in the interval [Ti, ⁇ 1 + 1 ] and for a charge level within the battery interval [SOC j , SOC j + i], so as to verify the following relation:
  • Q (t) is the capacity of the battery at time t
  • coefficients bi j are characteristic coefficients of the battery which can be determined from experimental curves so as to verify the following relation:
  • Qcycie represents the residual capacity of the battery after having carried out a complete cycle of discharge then recharging starting from the initial capacity Qi n i, by carrying out the cycle at a temperature T included in the interval [Ti, ⁇ 1+ 1 ] , starting from a charge level SOC included in the battery interval [SOC j , SOC j + i].
  • the equation (Eq l) is thus a generalization of the empirical equations (Eq2) and (Eq3).
  • the aging coefficient takes into account both the so-called calendar aging of the battery (by the coefficients a; j ), that is to say the aging during the phases of inactivity of the battery, and the aging in cycling of the battery ( by the coefficients bi j ), that is to say the aging generated by the charging and discharging phases of the battery 2.
  • the coefficient a which can be chosen by default to be 0.5, can be determined from experimental tests, or be chosen from physical considerations on the electrochemical mechanisms put in the battery.
  • FIG. 4 illustrates an algorithm for filling a frequency table mi j corresponding to the inactivity phases of the battery 2.
  • a similar algorithm can be used to fill a frequency table 3 ⁇ 4 j corresponding to the charging and discharging phases of FIG. 2.
  • the computing unit 12 which acts as a unit for acquiring the history of the battery 2, comprises a series of values preprogrammed in a fixed memory. 40. These pre-programmed values include in particular two counting terminals I and J, a time interval ⁇ substantially shorter than the period ⁇ of acquisition of the history, and four time intervals t ls t 2 , t 3 , t 4 which can be of the same order of magnitude as ⁇ , or lower.
  • a series of temperatures T ls T 2 , ... Ti, ... T 1 + 1 are also preprogrammed in this fixed memory.
  • the temperatures Ti are arranged in strictly increasing order.
  • SOC charge j can simply store the minimum and maximum bounds corresponding to Ti and T 1 + 1 , SOCi and SOCj + i, and generate the other intermediate values by spacing them regularly to have I values of temperature Ti and J level values.
  • the computing unit 12 is connected to a clock 13 which defines a time scale u.
  • the calculation unit 12 resets a state counter k to 0 and resets a matrix Mj j to zero. with I lines and J columns.
  • the computing unit 12 also initializes a counter t of registration dates to a value (p-1) ⁇ + At.
  • the computing unit 12 performs a test to find out if the battery is at rest. If this is not the case, the calculation unit 12 increments the counter t by the increment At, waits for the time scale u to reach the value tt i, and re-performs the test 31. If the result test 31 is positive, that is to say that the battery is at rest, the calculation unit 12 acquires an average temperature value (T) around the instant t, for example according to the formula: In step 32, the calculation unit 12 also acquires a value of average load level (SOC), for example according to the formula:
  • SOC average load level
  • the calculation unit 12 counts the pair of values ((T), (SOC)) acquired in step 32, in the matrix Mi j as follows: the calculation unit 12 increments d a unit the only box of the matrix Mi j which simultaneously satisfies the two equations T ⁇ (T) (t) ⁇ T i + 1 and SOC j ⁇ (S0C) (t) ⁇ SOC j + l .
  • the calculation unit 12 also increments the counter k by one unit.
  • the computing unit performs a test to know if the time counter t has become greater than ⁇ . ⁇ , that is to say if a period ⁇ has elapsed since the step 30.
  • the calculation unit 12 either transmits the values calculated for the matrix Mi j , or uses them directly to carry out the calculation of a coefficient of aging itself. C (pi).
  • the computing unit 12 can also transmit a multiple of the matrix Mi j , for example by multiplying it by the time interval At, to obtain the coefficients mi j of the equation (Eql).
  • step 35 the time counter t has not exceeded the value ⁇
  • step 36 the calculation unit 12 increments the time counter t of the interval At, and waits during a step 37 that the time counter u has arrived at the value tt i, then re-performs the test 31.
  • the computing unit 12 includes a second unit of accounting for the states of temperature and charge level corresponding to the active states of the battery.
  • the operating algorithm of this second unit may be similar to the algorithm of FIG. 4.
  • the test 31 is replaced by a test verifying whether the battery is in the state of charge or of discharge.
  • Step 33 is replaced by a step of filling a matrix Ni j according to the same principle as filling the matrix Mi j of step 33 of FIG. 4.
  • the calculation units 10 and 12 of FIGS. 1 and 3 thus make it possible to obtain two independent evaluations of the maximum capacity Q of the battery 2.
  • the estimate Q of the calculation unit 10 takes more account of the direct indications of the ammeter 7 and the voltmeter 8, while the estimation Q of the computing unit 12 is based more on the theoretical properties of the battery and on the SOC charge level estimation of the battery resulting from an estimator 11 already in square.
  • a difference between the two estimated values g and g of battery capacity can come either from a non-compliance of the battery, or for example from an erroneous indication of the voltmeter.
  • the ammeter data being generally used by the load level estimator 1 1, the erroneous indications from the ammeter 7 will not systematically cause a significant difference between the two battery capacity estimates.
  • the computing unit 12 makes it possible to calculate the aging coefficient C connecting the capacitance of the battery 2 at the end of a (p-1) th period of time ⁇ , and the capacity of the battery at the beginning of the p the next period of time ⁇ .
  • the history of the vehicle battery is not recorded since the start of the commissioning of the battery, but only over a period of time ⁇ .
  • the period of time ⁇ is chosen sufficiently important so that an aging can be perceptible over this period, while remaining short enough to permanently have a relevant value of battery capacity.
  • the capacity of the estimated battery is recorded at each period as a result of the previous battery history acquisition campaign, during the previous period ⁇ , and the new capacity of the battery is recalculated according to the formula:
  • the electronic computing unit 12 makes it possible to estimate an aging coefficient C reflecting the decrease in the capacity of the battery.
  • the computing unit 12 may also be configured to calculate an aging coefficient D reflecting the progressive increase in the internal resistance R of the battery, according to the formulas similar to those used for the aging coefficient C.
  • R (p-1) x is the internal resistance of the battery at the end of a (p) time period
  • R (px) is the resistance of the battery at the end of a p-th time period ⁇
  • D (px) is an aging coefficient calculated from one or more frequency matrices collected during the pth time period ⁇ .
  • the matrices mi j and 3 ⁇ 4 j co llected for calculating the aging coefficient C can be reused to calculate an aging coefficient D associated with the increase in internal resistance R of the battery 2 according to a formula of the type: where ⁇ is an integer value strictly greater than 0 and less than or equal to 1,
  • the coefficients di j and ei j characteristic of the battery can be determined on a bench.
  • the aging coefficient D can make it possible to calculate more precisely - taking into account the aging of the battery - the quantities related to the internal resistance of the battery. In particular, it makes it possible to calculate the additional current reserve available to allow acceleration of the vehicle.
  • the additional current available Idi sp o can for example be written in the form:
  • Idispo is the supplement of intensity of current that can supply the battery without its tension goes down below a minimum tension U m i n beyond which one risks to damage the battery
  • R (p-1) x is the last available estimate of the internal resistance of the battery.
  • the object of the invention is not limited to the embodiments described and can make the obj and many variants.
  • the rows of the matrices Mij, N; j may correspond to temperature intervals and the columns may correspond to load level intervals or vice versa.
  • the matrix representing the history of the calendar states can be normalized in different ways: so that the sum of its elements is equal to 1, or to contrary multiplied so that the sum of its elements corresponds to the total time spent in the state inactive.
  • the total time will have to appear in the equivalent of the equation (Eq l) used, whereas in the second case, the total time is integrated in the coefficients mi j of the equation (Eq l), as described above.
  • a model that takes into account only the dependence on temperature, aging during the inactive state of the battery, using coefficients a; function only of a temperature range and collecting a history of frequencies m; only depending on the temperature range.
  • the battery monitoring device makes it possible to permanently have an estimated value of battery capacity, or an internal resistance value of the battery, which can be used to plan the next necessary battery change. , and which can also be used as input to estimate other values, for example to improve the estimates of a typical battery charge level estimator.
  • the embodiment variant which includes both the calculation units 10 and 12 providing two independent evaluations of the battery capacity, it is possible, by monitoring the coherence of the two evaluations, to check whether the aging rate of the battery is according to the average characteristics of this type of battery (given by the coefficients a; j and bi j of the Eq l), and if the indications of the sensors / estimators used in one of the evaluations (in particular the speedometer 8 or the estimator of SOC 1 1) do not show flagrant drift.

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Abstract

Un dispositif de surveillance de l'état de charge d'une batterie d'alimentation électrique embarquée sur un véhicule automobile à propulsion électrique ou hybride, comprend un capteur de température (T) de la batterie, un ampèremètre apte à mesurer le courant (I) entrant ou sortant de la batterie, un voltmètre apte à mesurer la tension (U) aux bornes de la batterie, et un estimateur de vieillissement ( 10), l'estimateur de vieillissement comprenant un estimateur de (configuré pour estimer une première grandeur cachée ( SOC ), ou charge estimée suivant Kalman de la batterie, et une seconde grandeur cachée ( Q ) ou capacité maximale estimée de la batterie, dont les dérivées par rapport au temps sont évaluées à partir de l'écart (£) entre la tension (U) mesurée par le vo ltmètre, et une tension estimée ( U ), définie comme une fonction des grandeurs mesurées de courant (I) et de température (T), ainsi que des grandeurs estimées suivant Kalman ( SOC, Q ) de charge et de capacité maximale de la batterie.

Description

Dispositif embarqué d'estimation du vieillissement d'une batterie d'alimentation de véhicule automobile et procédé correspondant L 'invention se rapporte au domaine de la gestion de batterie électrique pour véhicule automobile.
On entend par batterie, une batterie d' accumulateur apte à stocker de l ' énergie électrique lorsqu ' elle est branchée sur un réseau extérieur, puis à restituer ultérieurement cette énergie électrique lorsque le véhicule est déconnecté du réseau.
Les batteries peuvent être par exemple de type électrochimique telles que des batteries Lithium-ion ou d' autres types de batteries telles que des condensateurs. La puissance électrique que peut fournir la batterie diminue au cours d'un cycle de décharge de la batterie . La quantité maximale d' énergie que peut stocker la batterie diminue également au cours de la vie de la batterie. Afin de tirer au mieux partie de la puissance disponible pour le véhicule, de prédire l ' autonomie résiduelle du véhicule avant un nouveau rechargement de la batterie, et de prévoir à quel moment il est nécessaire de changer la batterie, il est utile de connaître deux paramètres particuliers de la batterie, qui sont son état au niveau de charge noté SOC (« State Of Charge ») et sa capacité maximale Q .
La capacité maximale de la batterie Q (généralement exprimée en ampère. heure) permet de connaître la durée pendant laquelle la batterie peut fournir un courant d 'un ampérage donné. Cette capacité se dégrade au cours du temps en fonction de l ' historique de température de la batterie et en fonction de son historique de cycles de charge et décharge.
Le niveau de charge de la batterie (SOC) traduit le niveau de chargement de la batterie entre un niveau de charge minimal SOCmin où la batterie n' est plus utilisable, et un niveau de charge maximal égal à 1 .
Le niveau de charge de la batterie peut être calculé à partir de l ' historique du courant entrant ou sortant de la batterie par l ' équation : dSOC _ I
dt ~ Q où :
t est le temps,
I est le courant entrant dans la batterie, et
Q est la capacité de la batterie à l ' instant t.
Les grandeurs SOC et Q ne sont pas directement mesurables de manière simple, puisque la connaissance de SOC implique d' effectuer une intégration à partir d'un état connu, par exemple à partir de l ' état complètement chargé, et qu'une mesure directe de Q implique d' effectuer un cycle complet de charge et de décharge de la batterie, ce qui ne peut se faire pendant que la batterie est en service sur le véhicule.
La connaissance du niveau de charge SOC contribue à l ' évaluation de la puissance immédiatement disponible sur la batterie, et la connaissance de Q permet d' évaluer l ' autonomie résiduelle du véhicule pour une charge complète de la batterie.
La réduction progressive de cette autonomie du véhicule après chaque cycle de charge-décharge traduit le vieillissement de la batterie, et détermine le moment où la batterie devra être changée pour conserver une autonomie acceptable du véhicule.
Des méthodes pour évaluer l ' état de vieillissement d'une batterie sont proposées dans la littérature, par exemple dans la demande de brevet US 2008 0 23 1 284. Ce document propose d' enregistrer de manière périodique certains paramètres de fonctionnement de la batterie, tels que la température, le niveau de charge, le courant maximal de charge ou de décharge durant une étape de charge ou de décharge, le courant moyen de charge ou de décharge pendant une étape de charge ou décharge, la durée d'une étape de charge ou la durée d'une étape de décharge.
La demande de brevet US 2008 0 23 1 284 propose de sélectionner un couple de paramètres parmi les paramètres précédents, et de comptabiliser le nombre d' occurrences de chaque couple dans une table à deux dimensions. Un facteur de pondération peut être attribué à chaque élément de la table. Ce facteur de pondération sera d' autant plus élevé, que le couple de valeurs correspond à une zone de fonctionnement de la batterie tendant à accélérer le vieillissement de celle-ci.
Les occurrences comptabilisées dans chaque case de la table peuvent être ensuite additionnées, pondérées par le facteur de pondération correspondant, pour obtenir un paramètre permettant de quantifier l 'importance du vieillissement de la batterie.
Cette méthode permet donc de comparer l ' état de vieillissement de deux batteries similaires soumises à des historiques différents, mais ne propose pas de moyens pour corréler le paramètre de vieillissement ainsi estimé avec une grandeur physique permettant de prendre des décisions quant au pilotage ou au remplacement de la batterie.
L 'invention a pour but de proposer une méthode et un dispositif d' estimation du vieillissement d'une batterie d' alimentation de véhicule automobile permettant notamment une estimation continue ou une estimation périodique de la capacité maximale de charge de la batterie, cette capacité maximale pouvant être par la suite utilisée pour calculer d' autres grandeurs spécifiques à la batterie, ou pour décider du moment où la batterie doit être changée.
L 'invention a également pour but de proposer une méthode d' estimation de vieillissement apte à fonctionner avec des ressources mémoire réduites, allouées au stockage des données enregistrées concernant la batterie.
A cet effet, un dispositif de surveillance d'une batterie d'alimentation électrique embarquée sur un véhicule automobile à propulsion électrique ou hybride, comprend un capteur de température de la batterie, un ampèremètre apte à mesurer le courant entrant ou sortant de la batterie, un vo ltmètre apte à mesurer la tension aux bornes de la batterie, et un estimateur de vieillissement, l'estimateur de vieillissement comprenant un estimateur de Kalman configuré pour estimer une première grandeur cachée ( SOC ), ou charge estimée suivant Kalman de la batterie, et une seconde grandeur cachée ( Q ) ou capacité maximale estimée de la batterie, dont les dérivées par rapport au temps sont évaluées à partir de l'écart (£) entre la tension mesurée par le voltmètre, et une tension estimée, définie comme une fonction des grandeurs mesurées de courant (I) et de température , ainsi que des grandeurs estimées suivant Kalman ( SOC , Q) de charge et de capacité maximale de la batterie.
Par ampèremètre, on entend ici et dans la suite du texte, tout capteur ou tout moyen d'estimation de l'intensité de courant entrant dans la batterie ou sortant de la batterie.
Par voltmètre, on entend ici et dans la suite du texte, tout capteur ou tout moyen d'estimation de la tension aux bornes de la batterie. Selon un mode de réalisation préféré, SOC , Q sont reliés à l'écart 6 de la manière suivante : Û∞Ç = J- Κ,ε , et ^ = K28 ,où dt Q 1 dt 2
Ki et K2 sont des gains choisis en fonction des domaines de valeurs de la tension mesurée (U) par le voltmètre.
Avantageusement, les gains Ki et K2 sont des gains choisis suivant la théorie du filtre de Kalman étendu.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif comprend en outre un estimateur de niveau de charge (SOC) de la batterie délivrant une valeur entre zéro et un, une mémoire dans laquelle est mémorisé un compteur de vieillissement, et une unité de comptage qui est configurée pour multiplier périodiquement le compteur de vieillissement par un coefficient de vieillissement calculé à partir de couples de valeurs de température et de niveau de charge collectés sur une période de temps . Selon un mode de réalisation préféré, l'estimateur de niveau de charge (SOC) de la batterie, est différent de l'estimateur de Kalman.
Avantageusement, le dispositif comprend également un comparateur de surveillance configuré pour comparer à un seuil de contrôle, la valeur absolue de la différence entre la capacité maximale estimée de la batterie, multipliée par une première constante, et le compteur de vieillissement, multiplié par une seconde constante. Selon un mode de réalisation préféré, les deux constantes sont toutes deux égales à un, notamment quand le compteur de vieillissement a initialement - i. e. avant la première multiplication par le coefficient de vieillissement- pour valeur la capacité initiale de la batterie.
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend une unité d'acquisition de l'historique de la batterie, l'unité d'acquisition étant apte à comptabiliser des couples de valeurs de température et de niveau de charge acquis à intervalles de temps successifs, dans une table de fréquence comptabilisant le nombre d'occurrences de ces couples comprises simultanément dans une fourchette de température et dans une fourchette de niveau de charge donnée.
L'unité d'acquisition de l'historique peut être configurée pour enregistrer le dernier couple de valeurs de température et de niveau de charge acquis, dans une première table de fréquence si la batterie est en cours d'utilisation ou de recharge au moment de l'acquisition, et pour enregistrer le dernier couple de valeurs de température et de niveau de charge acquis, ou la dernière valeur de température acquise, dans une deuxième table de fréquence si la batterie est au repos au moment de l'acquisition.
Avantageusement, l'unité d'acquisition est configurée pour calculer et mémoriser un coefficient de vieillissement sous la forme d'une constante à laquelle est soustraite une puissance a d'une combinaison linéaire des différentes valeurs de fréquence mémorisées dans la ou dans les tables de fréquence, où a est une valeur réelle strictement supérieure à zéro et inférieure ou égale à un.
Le dispositif peut comporter une unité de diagnostic de vieillissement configurée pour afficher un message d'alerte si la valeur abso lue de la différence calculée par l'estimateur de niveau de charge est supérieure au seuil de contrôle.
L'unité de diagnostic de vieillissement peut en outre être configurée pour afficher, dans le cas où la valeur abso lue de la différence est inférieure au seuil de contrôle, une capacité diagnostiquée de la batterie calculée comme une combinaison linéaire, par exemple comme un barycentre, des deux valeurs du compteur de vieillissement et de la capacité maximale estimée de la batterie.
Avantageusement, l'estimateur du niveau de charge de la batterie est configuré pour utiliser l'une des trois valeurs : capacité diagnostiquée de la batterie, compteur de vieillissement, ou capacité maximale estimée de la batterie, et pour effectuer la prise en compte de cette valeur après chaque actualisation du compteur de vieillissement. On améliore ainsi la précision de l'estimateur de niveau de charge.
Selon au autre aspect, l'invention a également pour obj et l'utilisation d'un dispositif de surveillance tel que décrit précédemment, pour vérifier le fonctionnement normal du vo ltmètre associé à la batterie, ainsi qu'un rythme de vieillissement normal de la batterie.
Selon un autre aspect encore, l'invention a pour objet un procédé de surveillance de l'état de charge d'une batterie d'alimentation électrique embarquée sur un véhicule automobile à propulsion électrique ou hybride, dans lequel on évalue ou on enregistre en continu la température (T) de la batterie, le courant (I) entrant ou sortant de la batterie, et la tension (U) aux bornes de la batterie, et dans lequel on utilise un estimateur de Kalman pour estimer une première grandeur cachée ( SOC ), ou charge estimée suivant Kalman de la batterie, et une seconde grandeur cachée ( Q ) ou capacité maximale estimée de la batterie, en postulant que les dérivées par rapport au temps de ces deux grandeurs cachées sont reliées à l'écart (£) entre la tension (U) mesurée par le vo ltmètre, et une tension estimée ( U ), la tension estimée étant définie comme une fonction des grandeurs mesurées de courant (I) et de température (T), ainsi que des grandeurs estimées suivant Kalman ( SOC , Q ) de charge et de capacité maximale de la batterie.
D ' autres buts, caractéristiques et avantages de l ' invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d' exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule électrique équipé d'un dispositif de surveillance suivant l ' invention,
- la figure 2 montre le fonctionnement d'un estimateur appartenant au dispositif de surveillance de la figure 1 ,
- la figure 3 est une représentation simplifiée d'un véhicule électrique équipé d'un second dispositif de surveillance qui peut être complémentaire au dispositif de surveillance de la figure 1 .
- la figure 4 illustre une partie d'un processus de surveillance mis en œuvre par le dispositif de la figure 3.
Tel qu' illustré sur la figure 1 , une batterie 2 de véhicule automobile est reliée par l ' intermédiaire d'un dispositif électronique 4 de puissance avec un moteur électrique 3 servant à propulser le véhicule. La batterie 2 peut également être reliée au travers d 'un boîtier de jonction 6 avec divers consommateurs 5 du véhicule, tels qu'un système de climatisation, un système de chauffage, le système d' éclairage ou les essuie-glace du véhicule.
Un dispositif de surveillance 1 de la batterie 2 comprend un ampèremètre 7 disposé de manière à pouvoir mesurer le courant entrant ou sortant de la batterie 2, un vo ltmètre 8 disposé de manière à mesurer la tension entre les bornes de la batterie 2, ainsi qu'un capteur de température 9 disposé de manière à mesurer une température caractéristique de la batterie .
Le capteur de température peut par exemple être disposé à l' interface entre deux éléments constitutifs de la batterie, ou sur une face extérieure de la batterie 2. Le dispositif de surveillance 1 comprend une unité de calcul électronique 10 (UCE 1 ) qui reçoit en entrée les valeurs mesurées par l ' ampèremètre 7, le vo ltmètre 8 et le capteur de température 9, respectivement par des connexions 16, 14 , et 15.
Le dispositif de surveillance 1 comprend également un générateur de gain 17 recevant en entrée la valeur mesurée par le vo ltmètre 8. Le générateur de gain 17 peut également recevoir, bien que ce ne soit pas représenté sur la figure, des valeurs de contrôle transmises par l'unité de calcul électronique 10. Le générateur de gain 17 transmet des valeurs de gain Ki et K2 à l'unité de calcul électronique 10, qui délivre deux valeurs estimées Q et SOC représentant respectivement une capacité maximale estimée de la batterie 2 et une charge estimée suivant Kalman de la batterie 2.
L'unité de calcul électronique 10 utilise la relation de base permettant de définir le niveau de charge de la batterie, c'est-à-dire :
dSOC _ I
dt ~ Q
La capacité maximale Q de la batterie est une fonction qui varie lentement par rapport au niveau de charge SOC de la batterie. L'unité de calcul électronique 10 est par conséquent programmée pour considérer cette charge maximale comme une valeur constante, à une perturbation près, qui sera proportionnelle à l'écart entre la tension mesurée par le capteur 8, et une tension estimée U calculée par l'unité de calcul elle-même. Pour effectuer cette estimation, l'unité de calcul électronique 10 utilise une équation d'état reliant une valeur estimée U de la tension aux bornes de la batterie 2, U s'exprimant par exemple comme une fonction f de l'intensité I traversant la batterie, de la température T de la batterie, de la charge maximale Q de la batterie et de son état de charge SOC, c'est-à-dire U = f{SOC,I,T,Q).
La théorie des estimateurs de Kalman permet d'effectuer une estimation optimisée d'une valeur estimée Q qui est la capacité maximale estimée de la batterie 2, ainsi que d'une valeur estimée SOC qui est la charge estimée suivant Kalman de la batterie 2 sur la base des deux équations suivantes :
K,(U-f{SOC,I,T,Q))
dt
Figure imgf000010_0001
Les gains Ki et K2 calculés par le générateur de gains 17 sont déterminés en utilisant la théorie des observateurs optimaux de Kalman. L'expression de Ki et K2 dépend en particulier de l'écart type de l'erreur U-U entre la tension mesurée U et la tension estimée U , et dépend de l'écart type de la mesure du voltmètre 8.
Le voltmètre 8 comporte, comme la plupart des capteurs, une zone de travail préférentielle, où l'écart type des erreurs de mesure annoncé par le fournisseur est relativement faible, et des zones de mesure moins favorables où cet écart type devient plus important.
Dans les domaines de mesure de tension où les mesures du voltmètre 8 présentent un écart type faible, les valeurs de gain Ki et K2 peuvent par exemple être plus élevées de manière à corriger le modèle par l'information apportée par la mesure. Dans les domaines de travail du voltmètre U où le capteur est moins précis, les valeurs de gain Ki et K2 peuvent être plus faibles car on fait alors davantage confiance au modèle et on limite la valeur de la correction apportée à celui-ci.
La théorie des estimateurs de Kalman permet ainsi de générer des gains Ki et K2 de manière continue et optimisée.
La figure 2 montre le fonctionnement d'un estimateur appartenant au dispositif de surveillance de la figure 1. On retrouve sur la figure 2 quelques éléments communs à la figure 1, les mêmes éléments étant alors désignés par les mêmes références.
L'unité de calcul électronique 10 comprend un estimateur de tension 18, qui est configuré de manière à calculer une tension estimée U à partir de la température T de la batterie qu'il reçoit par la connexion 15, de l'intensité de courant I entrant dans la batterie, que l'estimateur de tension 18 reçoit par la connexion 16, ainsi qu'à partir de deux valeurs estimées intermédiaires Q et SOC calculées par l'unité de calcul électronique 10 elle-même, et renvoyées vers l'estimateur de tension 18. L'unité de calcul électronique 10 reçoit en outre par la connexion 14 la valeur U de tension mesurée aux bornes de la batterie 2. La valeur estimée de tension U est envoyée sur l'entrée négative d'un soustracteur 19, qui reçoit sur son entrée positive la valeur mesurée de tension U. La différence U-U entre les deux tensions estimée et mesurée est ensuite envoyée vers un multiplicateur 21 qui multiplie cette différence par un premier gain de Kalman Ki et envoie le résultat sur l' entrée négative d'un soustracteur 25. Le soustracteur 19, ou un autre soustracteur recevant les mêmes entrées et délivrant la même différence entre la tension mesurée U et la tension estimée U , envoie cette différence vers un multiplicateur 22 qui lui applique un gain K2, puis envoie le résultat sur un intégrateur 20, dont la sortie est une valeur intermédiaire Q qui est, d'une part, renvoyée vers l' estimateur de tension 18 , et qui est d' autre part, envoyée après inversion par un inverseur 23 , sur un multiplicateur 24. Le multiplicateur 24 reçoit sur une seconde entrée la valeur mesurée I de courant entrant dans la batterie, et délivre un produit - qu'il envoie sur une entrée positive du soustracteur 25. Le
Q
résultat du soustracteur 25 est envoyé sur un intégrateur 27 qui délivre une variable intermédiaire de calcul SOC qui est renvoyée vers l' estimateur de tension 18.
Les valeurs intermédiaires de calcul Q et SOC sont également transmises par l'unité de calcul électronique 10 à d' autres unités de calcul électronique (non représentées), ou sont réutilisées par l'unité de calcul électronique 10 elle-même dans le cadre d'une estimation du niveau de charge SOC de la batterie ou de sa capacité maximale Q, ou d'autres grandeurs dépendant de ces valeurs.
Les multiplicateurs 21 et 22 sont des multiplicateurs à gain variable qui reçoivent respectivement une première consigne de gain Ki et une seconde consigne de gain K2 du générateur de gain 17. Les gains Ki et K2 sont élaborés suivant la théorie des observateurs optimaux de Kalman.
L 'unité de calcul électronique 10 reçoit donc en entrée les trois valeurs mesurées de tension U, de température T et de courant I de la batterie 2, et délivre en sortie deux valeurs estimées Q et SOC qui sont des estimations de deux variables cachées Q et SOC du système.
Le niveau de charge SOC et la capacité Q de la batterie ainsi calculés, sont donc fonction de l'état physique de la batterie, tel que mesuré par le capteur de température 9, par le voltmètre 8 et par l ' ampèremètre 7. Ils reflètent donc fidèlement l ' état physique de la batterie, à condition que les indications des différents capteurs soient exactes.
Afin de conso lider l' estimation donnée par la valeur Q de capacité maximale estimée de la batterie, il est possible d' effectuer en parallèle, de manière indépendante, une deuxième estimation du vieillissement de la batterie, basée sur l 'historique des conditions de fonctionnement, en roulage et en stockage, de la batterie 2, ainsi que sur les caractéristiques physiques moyennes de la batterie 2 déterminées sur banc. Selon les variantes de réalisation, cette deuxième méthode d'estimation du vieillissement de la batterie peut être utilisée indépendamment de la première méthode déj à décrite.
La figure 3 illustre un dispositif de surveillance complémentaire qui peut être relié à la batterie 2 parallèlement au dispositif déj à décrit sur la figure 1 . On retrouve sur la figure 3 des éléments communs à la figure 1 , les mêmes éléments étant alors désignés par les mêmes références . Le dispositif de la figure 3 comprend un estimateur 1 1 du niveau de charge (SOC) de la batterie 2, cet estimateur 1 1 étant relié à l ' ampèremètre 7 et étant également relié à une unité de calcul électronique 12 appartenant au dispositif. Les estimateurs d' état de charge de la batterie sont connus de l ' homme du métier. On trouve par exemple la description de tels estimateurs d' état de charge dans la demande de brevet WO 2005/085889. De tels estimateurs peuvent par exemple utiliser les indications d'un ampèremètre relié à la batterie pendant les phases de charge et de décharge ainsi que les mesures ponctuelles de tension aux bornes de la batterie.
L 'unité de calcul électronique 12 est également reliée au capteur de température 9 et à une horloge 13. Suivant les variantes de réalisation, l ' estimateur 1 1 de niveau de charge de la batterie peut également être relié au voltmètre 8. L 'unité de calcul électronique 12 utilise les signaux de l 'horloge 13 pour enregistrer un historique des états de la batterie 2 pendant une période τ. Ainsi, pendant une période de temps qui s ' étend entre une date (p- l )x jusqu' à une date ρ .τ, où p est un nombre entier, l'unité de calcul électronique 2 enregistre à intervalles de temps réguliers une température moyenne (T) et un niveau de charge moyen (SOC). La température moyenne (T) et le niveau de charge moyen (SOC) correspondant à chaque intervalle de temps sont obtenus par une moyenne glissante, en calibrant la longueur des fenêtres de moyennage en fonction des dynamiques respectives des variables T et SOC. La longueur de la fenêtre de moyennage peut être par exemple sensiblement inférieure ou égale à l'intervalle de temps entre deux acquisitions, et peut être différente pour la variable T et pour la variable SOC.
Si la batterie est en charge ou en décharge, ce couple ((T) ,(SOC)) de valeurs moyennes est comptabilisé dans une première table de fréquence Mij. Si la batterie est à l'état inactif, le couple ((T) ,(SOC)) est comptabilisé dans une seconde table de fréquences Nij.
En outre, pendant les phases de charge ou de décharge de la batterie, un calcul intégral est effectué à partir des valeurs délivrées par l'ampèremètre 7 et par le voltmètre 8, pour calculer un nombre équivalent neq de cycles de charge-décharge effectués par la batterie 2 pendant la période τ.
Les tables de fréquence M^, Nij et le nombre de cycles équivalents neq sont ensuite utilisés pour calculer un coefficient de vieillissement C(pi) relatif à la p-ième période τ dont l'historique vient d'être enregistré, puis pour calculer une capacité maximale Q(px) représentative de l'état global de vieillissement de la batterie.
La capacité maximale Q(px) relative à la période dont l'historique vient d'être enregistré, se déduit de la capacité maximale Q((p-l)l) à la fin de la période précédente, par la relation :
Q(pi) = C(pi) . Q((p-l)x)
Le calcul de la capacité est donc récurrent à chaque période, à partir d'une capacité initiale Qini de la batterie.
Nous verrons plus loin comment l'unité de calcul électronique 12 élabore les deux matrices Mij et Nij. Mij reflète une distribution, suivant un axe de température et suivant un axe de niveau de charge, du temps passé par la batterie, à l'état de simple stockage. La seconde matrice N;j reflète une distribution de temps passé par la batterie, suivant un axe de température et suivant un axe de niveau de charge, en état de charge ou de décharge.
La valeur neq représente un nombre de cycles équivalents parcourus énergétiquement par la batterie 2. Le nombre de cycles équivalents peut par exemple être calculé par la formule suivante :
où : U(t) est la tension enregistrée à l'instant t par le voltmètre 8
I(t) est l'intensité de courant enregistrée à l'instant t par l'ampèremètre 7
X est la capacité de la batterie 2 et peut par exemple s'exprimer sous la forme :
Figure imgf000015_0001
Où la valeur moyenne de tension (il) peut être soit une donnée du fournisseur de la batterie, soit être obtenue en intégrant la valeur mesurée de U sur l'intervalle de temps allant de (ρ-1)τ à ρτ,
et la capacité maximale de la batterie Q est prise égale à la dernière valeur connue, c'est-à-dire celle connue à l'instant (ρ-Ι).τ.
L'unité de calcul électronique 12 calcule le coefficient C représentant le vieillissement de la batterie 2 entre l'instant (ρ-Ι).τ et l'instant ρτ suivant une formule du type :
(Eq. 1) où :
Figure imgf000015_0002
- a est une valeur réelle strictement supérieure à 0 et inférieure ou égale à 1. a peut par exemple être proche de, ou égal à 0.5. - L ' indice i est associé à une série d' intervalles de température [Ti, Ti+i ] représentant une segmentation d'un intervalle de travail de la batterie 2 en termes de température.
Ainsi, si la batterie 2 travaille entre une température To et une température Tmax, et si l 'indice i varie entre 1 et une valeur I, on peut
T - Tn
choisir T. = Tn + i- ~"
7 + 1
L 'indice j est associé à un intervalle de niveaux de charge de la batterie [SOCj , SOCj + i ] , par exemple sachant que le niveau de la charge de la batterie peut être compris entre 0 et 1 , on peut poser :
SOCj - 7
J + l
- mij sont les termes d'une table de fréquence représentant l'historique de la batterie pendant ses phases de repos, les termes mij étant normalisés de manière à ce que = idle , où %idle est le temps
y
total où la batterie était à l'état de repos pendant la période τ.
- n;j sont les termes d'une table de fréquence représentant l'historique de la batterie pendant ses phases de décharge ou de recharge, les termes n;j étant normalisés de manière à ce que ^«:ï = 1 .
y
Le coefficient de pondération représente un pourcentage de temps que la batterie 2 a passé, à l'état inactif, dans un état où elle se trouvait simultanément à une température comprise entre Ti et Τ1+ 1 et avec un niveau de charge compris entre SOCj et SOCj + i .
Le coefficient de pondération n;j représente un pourcentage de temps que la batterie 2 a passé, en phase de charge ou de décharge, dans un état où elle se trouvait simultanément à une température comprise entre Ti et T1+ 1 et avec un niveau de charge compris entre
Figure imgf000016_0001
Les coefficients a;j sont des coefficients caractéristiques de la batterie. Ils peuvent être déterminés à partir de courbes expérimentales d' évo lution de la charge maximale Q(t) de la batterie au cours du temps t, réalisées pour une batterie au repos, à une température comprise dans l'intervalle [Ti, Τ1+ 1 ] et pour un niveau de charge compris dans l'intervalle batterie [SOCj , SOCj + i ] , de manière à vérifier la relation suivante :
Figure imgf000017_0001
Où Q(t) est la capacité de la batterie à l ' instant t, et
Qini est la capacité initiale de la batterie à l'instant=0.
De manière similaire, les coefficients bij sont des coefficients caractéristiques de la batterie qui peuvent être déterminés à partir de courbes expérimentales de manière à vérifier la relation suivante :
Qcyde ^ - b ni ( - 3 )
où Qcycie représente la capacité résiduelle de la batterie après avoir effectué un cycle complet de décharge puis recharge en partant de la capacité initiale Qini , en effectuant le cycle à une température T comprise dans l'intervalle [Ti, Τ1+ 1 ] , en partant d'un niveau de charge SOC compris dans l'intervalle batterie [SOCj , SOCj + i ] .
L ' équation (Eq l ) est donc une généralisation des équations empiriques (Eq2) et (Eq3) . Le coefficient de vieillissement
Figure imgf000017_0002
prend en compte à la fois le vieillissement dit calendaire de la batterie (par les coefficient a;j), c ' est-à-dire le vieillissement pendant les phases d'inactivité de la batterie, et le vieillissement en cyclage de la batterie (par les coefficients bij), c ' est-à-dire le vieillissement engendré par les phases de charge et de décharge de la batterie 2. Le coefficient a, qui peut par défaut être choisi égal à 0.5 , peut être déterminé à partir d'essais expérimentaux, ou être choisi à partir de considérations physiques sur les mécanismes électrochimiques mis en j eu dans la batterie.
La figure 4 illustre un algorithme de remplissage d'une table de fréquences mij correspondant aux phases d' inactivité de la batterie 2. Un algorithme similaire peut être utilisé pour remplir une table de fréquence ¾j correspondant aux phases de charge et de décharge de la batterie 2. Tel qu'illustré sur la figure 4, l'unité de calcul 12, qui joue le rôle d'une unité d' acquisition de l ' historique de la batterie 2, comprend une série de valeurs préprogrammées dans une mémoire fixe 40. Ces valeurs préprogrammées comprennent notamment deux bornes de comptage I et J, un intervalle temporel Δί sensiblement plus court que la période τ d'acquisition de l'historique, et quatre intervalles temporels tls t2, t3, t4 qui peuvent être du même ordre de grandeur que Δί, ou inférieurs. Sont également préprogrammées dans cette mémoire fixe, une série de températures Tls T2, ...Ti, ...T1+1. Les températures Ti sont rangées par ordre strictement croissant. Sont également stockées en mémoire fixe une série de j + 1 valeurs comprises entre 0 et 1, de niveaux de charge SOCi, SOC2, ...SOCj, ...SOCj+i. Suivant certaines variantes de réalisation, il est possible de ne pas stocker toutes les valeurs de température et toutes les valeurs de niveau de charge SOCj. On peut par exemple se contenter de stocker les bornes minimale et maximale correspondant à Ti et T1+1, SOCi et SOCj+i, et générer les autres valeurs intermédiaires en les espaçant régulièrement pour avoir I valeurs de température Ti et J valeurs de niveau de charge SOCj.
L'unité de calcul 12 est reliée à une horloge 13 qui définit une échelle de temps u. A une étape 30 correspondant à un instant u, qui est la fin d'une (p-l)ième période de temps τ, l'unité de calcul 12 réinitialise à 0 un compteur d'état k, et réinitialise à zéro une matrice Mjj comportant I lignes et J colonnes. A cette étape 30, l'unité de calcul 12 initialise également un compteur t de dates d'enregistrement à une valeur (p-1) τ+ At.
A une étape 31, l'unité de calcul 12 effectue un test pour savoir si la batterie est au repos. Si ce n'est pas le cas, l'unité de calcul 12 incrémente le compteur t de l'incrément At, attend que l'échelle de temps u atteigne la valeur t-t i , et ré-effectue le test 31. Si le résultat du test 31 est positif, c'est-à-dire que la batterie est au repos, l'unité de calcul 12 acquiert une valeur moyenne de température (T) autour de l'instant t, par exemple suivant la formule :
Figure imgf000018_0001
A l'étape 32, l'unité de calcul 12 acquiert également une valeur de niveau de charge moyenne (SOC), par exemple suivant la formule :
Figure imgf000019_0001
A une étape 33, l'unité de calcul 12 comptabilise le couple de valeurs ((T),(SOC)) acquis à l'étape 32, dans la matrice Mij de la manière suivante : l'unité de calcul 12 incrémente d'une unité la seule case de la matrice Mij qui vérifie simultanément les deux équations T< (T)(t)≤ Ti+l et SOCj< (S0C)(t) < SOCj+l .
Si le résultat du test 31 est positif, à une étape 34, l'unité de calcul 12 incrémente également le compteur k d'une unité. A une étape 35, l'unité de calcul effectue un test pour savoir si le compteur de temps t est devenu supérieur à ρ.τ, c'est-à-dire s'il s'est écoulé une période τ depuis l'étape 30.
Si la période τ est écoulée depuis l'étape 30, à une étape 38 l'unité de calcul 12 soit transmet les valeurs calculées pour la matrice Mij, soit les utilise directement pour effectuer elle-même le calcul d'un coefficient de vieillissement C(pi). A l'étape 38, l'unité de calcul 12 peut également transmettre un multiple de la matrice Mij, par exemple en la multipliant par l'intervalle de temps At, pour obtenir les coefficients mij de l'équation (Eql).
Si à l'étape 35, le compteur de temps t n'a pas dépassé la valeur ρτ, à une étape 36 l'unité de calcul 12 incrémente le compteur de temps t de l'intervalle At, et attend pendant une étape 37 que le compteur de temps u soit arrivé à la valeur t-t i , puis ré-effectue le test 31.
Ainsi, à l'étape de calcul 38, l'unité de calcul 12 dispose d'une matrice proportionnelle à la matrice Mij, par exemple une matrice mij = At . Mij =kAt. —Μϋ, où k est la dernière valeur prise par le compteur k à l'étape 34, et kAt est le temps que la batterie 2 a passé à l'état inactif, et— .M., est une matrice dont la somme des éléments est k 11
égale à 1.
Bien que cela ne soit pas représenté sur la figure 4, l'unité de calcul 12 comporte une deuxième unité de comptabilisation des états de température et de niveau de charge correspondant aux états actifs de la batterie.
L'algorithme de fonctionnement de cette seconde unité peut être similaire à l'algorithme de la figure 4. On remplace pour cela le test 31, par un test vérifiant si la batterie est en état de charge ou de décharge. On remplace l'étape 33 par une étape de remplissage d'une matrice Nij suivant le même principe que le remplissage de la matrice Mij de l'étape 33 de la figure 4.
Le compteur k est alors remplacé par un deuxième compteur indépendant r, et à l'étape 38, l'unité de calcul 12 délivre de préférence une matrice n^ =— -Nij de manière à avoir la somme de tous r
les éléments de la matrice n^ égale à 1.
Les valeurs des matrices mij et ¾j sont ensuite utilisées par l'unité de calcul 12 pour calculer un coefficient de vieillissement C =C(pl). suivant l'équation (Eql), puis une capacité de la batterie Q (ρτ) = C(pi) . Q ((ρ-1)τ), où Q (ρτ) est la nouvelle capacité de la batterie, et Q ((ρ-1)τ) est la capacité de la batterie calculée à la période de temps τ précédente par la même unité de calcul 12.
Les unités de calcul 10 et 12 des figures 1 et 3 permettent donc d'obtenir deux évaluations indépendantes de la capacité maximale Q de la batterie 2. L'estimation Qde l'unité de calcul 10 tient davantage compte des indications directes de l'ampèremètre 7 et du voltmètre 8, alors que l'estimation Q de l'unité de calcul 12 se base davantage sur les propriétés théoriques de la batterie et sur l'estimation de niveau de charge SOC de la batterie issue d'un estimateur 11 déjà en place.
II est possible de comparer les valeurs de capacités estimées issues des deux unités de calcul 10 et 12 afin de vérifier, d'une part, que le comportement de la batterie correspond à ses données théoriques, c ' est-à-dire si la batterie ne fait pas l' obj et d'une dégradation prématurée, et de vérifier, d'autre part, que les valeurs issues du capteur de température de l ' ampèremètre et du voltmètre sont cohérentes.
En effet, un écart entre les deux valeurs estimées g et g de capacité de la batterie, peut provenir soit d'une non-conformité de la batterie, soit par exemple d'une indication erronée du voltmètre. Les données de l ' ampèremètre étant en général utilisées par l ' estimateur de niveau de charge 1 1 , les indications erronées provenant de l ' ampèremètre 7 ne provoqueront pas systématiquement un écart sensible entre les deux estimations de capacité de la batterie.
On peut prévoir de déclencher un message d' alerte si la valeur abso lue de la différence entre les deux valeurs estimées Q et Q de capacité de batterie dépasse un certain seuil. On peut également choisir d'utiliser un estimateur pondéré de capacité qui serait calculée comme un barycentre des valeurs de capacité de la batterie délivrées par l 'unité de calcul 10 et par l 'unité de calcul 12.
On « distribue » ainsi les risques d' erreur entre les deux méthodes de calcul, et l ' on peut accorder une confiance plus grande à l 'une ou à l ' autre méthode, en lui attribuant un coefficient plus élevé dans le calcul du barycentre. Cette valeur barycentrique ne sera bien sûr utilisée qu' après avoir vérifié la cohérence entre les deux valeurs, c ' est-à-dire le fait que la valeur absolue de la différence entre les deux valeurs ne dépasse pas le seuil choisi.
L 'unité de calcul 12 permet de calculer le coefficient de vieillissement C reliant la capacité de la batterie 2 à la fin d'une (p- l )ième période de temps τ, et la capacité de la batterie au début de la p-ième période de temps τ suivante. Afin de limiter la quantité de données stockées dans la mémoire de l'unité de calcul, l ' historique de la batterie du véhicule n' est pas enregistré depuis le début de la mise en service de la batterie, mais seulement sur une période de temps τ . La période de temps τ est choisie suffisamment importante pour qu'un vieillissement puisse être perceptible sur cette période, tout en restant suffisamment courte pour disposer en permanence d'une valeur pertinente de capacité de la batterie.
On enregistre à chaque période la capacité de la batterie estimée suite à la précédente campagne d' acquisition de l ' historique de la batterie, pendant la précédente période τ, et l' on recalcule la nouvelle capacité de la batterie suivant la formule :
Q (ρτ) = C(PT) . Q ((ρ- 1 )τ)
Telle que décrite précédemment, l'unité de calcul électronique 12 permet d' estimer un coefficient de vieillissement C traduisant la diminution de la capacité de la batterie .
Cependant, l'unité de calcul 12 peut également être configurée pour calculer un coefficient de vieillissement D reflétant l ' augmentation progressive de la résistance interne R de la batterie, suivant les formules analogues à celles utilisées pour le coefficient de vieillissement C .
On peut ainsi écrire :
R{p ) = D{p )R{{p - l)i)
ou
R(p- l )x est la résistance interne de la batterie à fin d'une (p- l )ème période de temps,
R(px) est la résistance de la batterie à la fin d'une p-ième période de temps τ,
et D(px) est un coefficient de vieillissement calculé à partir d'une ou de plusieurs matrices de fréquence collectées durant la p-ième période de temps τ.
Les matrices mij et ¾j co llectées pour le calcul du coefficient de vieillissement C peuvent être réutilisées pour calculer un coefficient de vieillissement D associé à l ' augmentation de résistance interne R de la batterie 2 suivant une formule du type :
Figure imgf000022_0001
où β est une valeur entière strictement supérieure à 0 et inférieure ou égale à 1 ,
et les coefficients dij et eij caractéristiques de la batterie peuvent être déterminés sur banc .
Le coefficient de vieillissement D peut permettre de calculer de manière plus précise -car prenant en compte le vieillissement de la batterie- les grandeurs reliées à la résistance interne de la batterie. I l permet en particulier de calculer la réserve de courant supplémentaire disponible pour permettre une accélération du véhicule. Le courant supplémentaire disponible Idisp o peut par exemple s ' écrire sous la forme :
_ U{t) - Umin
dispo R{{p - \)z )
Idispo est le supplément d' intensité de courant que peut fournir la batterie sans que sa tension descende en dessous d'une tension minimale Umin au-delà de laquelle on risque d' endommager la batterie,
U(t) est la tension actuelle aux bornes de la batterie,
et R(p- l )x est la dernière estimation disponible de résistance interne de la batterie .
On évite ainsi de so lliciter la batterie au delà de sa capacité, ce que l'on risquerait de faire en évaluant Idispo en utilisant la valeur " à neuf " de la résistance interne de la batterie.
L 'obj et de l ' invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut faire l' obj et de nombreuses variantes. Ainsi, les lignes des matrices Mij , N;j peuvent correspondre à des intervalles de température et les colonnes peuvent correspondre à des intervalles de niveau de charge ou inversement.
La matrice représentant l ' historique des états calendaires, c ' est-à-dire des états où la batterie est inactive, peut être normalisée de différente manières : de manière à ce que la somme de ses éléments soit égale à 1 , ou être au contraire multipliée de manière à ce que la somme de ses éléments corresponde au temps total passé à l ' état inactif. Dans le premier cas le temps total devra apparaître dans l'équivalent de l ' équation (Eq l ) utilisée, alors que dans le second cas, le temps total est intégré dans les coefficients mij de l ' équation (Eq l ), comme décrit plus haut.
II est également possible de faire intervenir un temps total passé en charge ou en décharge au lieu d'un nombre de cycles équivalent neq dans l ' équation C .
On peut utiliser un modèle qui ne prend en compte que la dépendance par rapport à la température, du vieillissement pendant l ' état inactif de la batterie, en utilisant des coefficients a; fonction uniquement d'une plage de température et en collectant un historique de fréquences m; uniquement en fonction de la plage de températures.
D ' autres variantes sont encore possibles, à la fois sur la manière de comptabiliser l ' historique de la batterie et sur la manière de pondérer les valeurs délivrées par les deux unités de calcul 10 et
12.
Le dispositif de surveillance de batterie suivant l ' invention permet de disposer en permanence d'une valeur estimée de capacité de la batterie, ou d'une valeur de résistance interne de la batterie, qui peuvent être utilisées pour planifier le prochain changement de batterie nécessaire, et qui peuvent également être utilisée comme donnée d' entrée pour estimer d' autres valeurs, par exemple pour améliorer les estimations d 'un estimateur 1 1 classique de niveau de charge de la batterie .
En utilisant la variante de réalisation qui inclut à la fois les unités de calcul 10 et 12 fournissant deux évaluations indépendantes de la capacité de la batterie, on peut, en surveillant la cohérence des deux évaluations, vérifier si le rythme de vieillissement de la batterie est conforme aux caractéristiques moyenne de ce type de batterie (données par les coefficients a;j et bij de l'Eq l ), et si les indications des capteurs/estimateurs ayant servi à l'une des évaluation (en particulier le vo ltmètre 8 ou l'estimateur de SOC 1 1 ) ne présentent pas de dérive flagrante.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif ( 1 ) de surveillance de l'état de charge d'une batterie (2) d'alimentation électrique embarquée sur un véhicule automobile à propulsion électrique ou hybride, comprenant un capteur (9) de température (T) de la batterie, un ampèremètre (7) apte à mesurer le courant (I) entrant ou sortant de la batterie (2), un vo ltmètre (8) apte à mesurer la tension (U) aux bornes de la batterie (2), et un estimateur de vieillissement ( 10), l'estimateur de vieillissement comprenant un estimateur de Kalman configuré pour estimer une première grandeur cachée ( SOC ), ou charge estimée suivant Kalman de la batterie, et une seconde grandeur cachée ( Q ) ou capacité maximale estimée de la batterie, dont les dérivées par rapport au temps sont évaluées à partir de l'écart (£) entre la tension (U) mesurée par le vo ltmètre, et une tension estimée ( U ), la tension estimée étant définie comme une fonction des grandeurs mesurées de courant (I) et de température (T), ainsi que des grandeurs estimées suivant Kalman ( SOC , Q ) de charge et de capacité maximale de la batterie.
2. Dispositif de surveillance suivant la revendication 1 , comprenant en outre un estimateur ( 1 1 ) de niveau de charge (SOC) de la batterie délivrant une valeur entre zéro et un, une mémoire dans laquelle est mémorisé un compteur ( g)de vieillissement, et une unité de comptage ( 12) qui est configurée pour multiplier périodiquement le compteur de vieillissement ( Q ) par un coefficient de vieillissement (C) calculé à partir de couples de valeurs de température et de niveau de charge (T, SOC) co llectés sur une période de temps (T) .
3. Dispositif de surveillance suivant la revendication 2, comprenant en outre un comparateur de surveillance configuré pour comparer à un seuil de contrôle, la valeur absolue de la différence entre la capacité maximale estimée ( Q ) de la batterie, multip liée par une première constante, et le compteur de vieillissement ( Q ), multip lié par une seconde constante.
4. Dispositif de surveillance suivant l'une des revendications 2 ou 3 , comprenant une unité ( 12) d'acquisition de l'historique de la batterie, l'unité d'acquisition étant apte à comptabiliser des couples de valeurs de température et de niveau de charge (T, SOC) acquis à intervalles de temps successifs, dans une table de fréquence (Mjj, N;j) comptabilisant le nombre d'occurrences comprises simultanément dans une fourchette de température et dans une fourchette de niveau de charge donnée.
5. Dispositif de surveillance suivant la revendication 4, dans lequel l'unité d'acquisition ( 12) de l'historique est configurée pour enregistrer le dernier couple de valeurs de température et de niveau de charge acquis, dans une première table de fréquence (N;j) si la batterie est en cours d'utilisation ou de recharge au moment de l'acquisition, et pour enregistrer le dernier couple de valeurs de température et de niveau de charge acquis, ou la dernière valeur de température acquise, dans une deuxième table de fréquence (Mij)si la batterie est au repos au moment de l'acquisition.
6. Dispositif de surveillance suivant l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel l'unité d'acquisition ( 12) est configurée pour calculer et mémoriser un coefficient de vieillissement (C) sous la forme d'une constante à laquelle est soustraite une puissance a d'une combinaison linéaire des différentes valeurs de fréquence mémorisées dans la ou dans les tables de fréquence (Mjj, Nij), où a est une valeur réelle strictement supérieure à zéro et inférieure ou égale à un.
7. Dispositif de surveillance suivant la revendication 3 , comportant une unité de diagnostic de vieillissement configurée pour afficher un message d'alerte si la valeur absolue de la différence calculée par le comparateur de surveillance est supérieure au seuil de contrôle.
8. Dispositif de surveillance suivant la revendication précédente, dans lequel l'unité de diagnostic de vieillissement est configurée pour afficher, dans le cas où la valeur abso lue de la différence est inférieure au seuil de contrôle, une capacité diagnostiquée de la batterie calculée comme une combinaison linéaire, par exemp le comme un barycentre, des deux valeurs ( Q , Q ) du compteur de vieillissement et de la capacité maximale estimée de la batterie.
9. Dispositif de surveillance suivant l'une des revendications 2 à 7, dans lequel l'estimateur du niveau de charge de la batterie est configuré pour utiliser l'une des trois valeurs : capacité diagnostiquée de la batterie, compteur de vieillissement, ou capacité maximale estimée de la batterie, et pour effectuer la prise en compte de cette valeur après chaque actualisation du compteur de vieillissement.
10. Procédé de surveillance de l'état de charge d'une batterie (2) d'alimentation électrique embarquée sur un véhicule automobile à propulsion électrique ou hybride, dans lequel on évalue ou on enregistre en continu la température (T) de la batterie, le courant (I) entrant ou sortant de la batterie (2), et la tension (U) aux bornes de la batterie (2), et dans lequel on utilise un estimateur de Kalman pour estimer une première grandeur cachée ( SOC ), ou charge estimée suivant Kalman de la batterie, et une seconde grandeur cachée ( Q ) ou capacité maximale estimée de la batterie, en postulant que les dérivées par rapport au temps de ces deux grandeurs cachées sont reliées à l'écart (£) entre la tension (U) mesurée par le vo ltmètre, et une tension estimée ( U ), la tension estimée étant définie comme une fonction des grandeurs mesurées de courant (I) et de température (T), ainsi que des grandeurs estimées suivant Kalman ( SOC , Q ) de charge et de capacité maximale de la batterie.
1 1 . Utilisation d'un dispositif de surveillance suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, pour vérifier le fonctionnement normal du vo ltmètre (8) associé à la batterie (2), ainsi que la conformité du rythme de vieillissement de la batterie (2) .
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