FR2959317A1

FR2959317A1 - Dispositif de detection de caracteristique(s) d'une batterie, par lecture de donnees d'information presentes sur ladite batterie

Info

Publication number: FR2959317A1
Application number: FR1053082A
Authority: FR
Inventors: Eric Jauberthie
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-10-28
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: FR2959317B1

Abstract

Un dispositif (D) est dédié à la détection de caractéristique(s) d'une batterie (BA), et comprend, d'une part, des moyens de stockage (MS) propres à être solidarisés à la batterie (BA) et stockant des données d'information représentatives d'au moins une caractéristique de cette batterie (BA), et, d'autre part, des moyens de lecture (ML) agencés pour déterminer les données d'information stockées par les moyens de stockage (MS) lorsqu'ils sont situés dans le voisinage immédiat de ces derniers (MS), en vue de permettre une estimation de l'état de charge de la batterie (BA) en fonction de chaque caractéristique représentée par les données d'information déterminées.

Description

DISPOSITIF DE DÉTECTION DE CARACTÉRISTIQUE(S) D'UNE BATTERIE, PAR LECTURE DE DONNÉES D'INFORMATION PRÉSENTES SUR LADITE BATTERIE L'invention concerne les batteries, et plus précisément l'optimisation de l'utilisation des batteries. Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, notamment de type automobile, on utilise souvent une batterie pour alimenter en énergie électrique un ou plusieurs équipements électriques. Or, comme le sait l'homme de l'art, l'énergie électrique que peut fournir une batterie à un instant donné dépend de son état de charge, lequel dépend de ses caractéristiques (fournisseur) ainsi qu'éventuellement de son mode d'utilisation.

Afin de déterminer l'état de charge d'une batterie, on utilise généralement un équipement qui est monté sur l'une de ses deux bornes (généralement la borne négative (-)). Un tel équipement est parfois appelé boîtier d'état de charge batterie (ou BECB). Or, pour qu'un tel équipement puisse fournir une estimation relativement précise (et donc fiable) de l'état de charge de la batterie qu'il équipe, il faut qu'il connaisse autant de caractéristiques de cette batterie que possible, afin de pouvoir se calibrer correctement. Parmi les caractéristiques utiles on peut par exemple citer la taille, la capacité, l'ampérage et la traçabilité (nom de fabricant, numéro de série et date de fabrication).

Aujourd'hui, lorsqu'une batterie est implantée dans un système d'un fabricant, comme par exemple un véhicule, seule une partie des caractéristiques de cette batterie peut être téléchargée dans l'équipement précité en usine ou dans un réseau dédié au fabricant. C'est notamment le cas de la taille, de l'ampérage et de la technologie (ou capacité). Mais, lorsqu'une batterie est remplacée par un usager, ou par un dépanneur au bord d'une route, ou encore en dehors du réseau du fabricant du système considéré, l'équipement précité ne peut pas être alimenté avec les caractéristiques de sa batterie (en raison d'un manque d'équipement spécialisé et/ou du fait que les caractéristiques de la batterie sont inconnues (il existe plus de mille références de batterie différentes sur le marché)). Il en résulte alors une utilisation non optimale de la batterie nouvellement implantée, ce qui peut induire une réduction de la longévité de la batterie et/ou une mauvaise gestion de l'alimentation des équipements électriques du système considéré (et en particulier des priorités d'alimentation), et donc une éventuelle sur-pollution, voire l'impossibilité de déterminer l'état de charge pendant une durée relativement longue (ce qui peut par exemple rendre impossible l'utilisation d'une fonction telle que celle dite "arrêt et redémarrage automatique" (ou en anglais "stop and start"), pendant environ quatre heures après la (re)connexion d'une batterie). Il a certes été proposé dans le document brevet US 6,112,105 d'équiper un système, devant être équipé d'une batterie, d'un dispositif destiné à être connecté à cette batterie au moment de sa connexion afin de déterminer une valeur de tension, par mise en série de résistances avec la masse locale, puis de déduire de cette valeur de tension le type de la batterie afin d'améliorer son utilisation. Mais, cela nécessite de modifier notablement le système et augmente sensiblement son coût de fabrication.

L'invention a donc pour but d'améliorer la situation, et éventuellement de permettre une détection totalement automatisée de caractéristique(s) d'une batterie. Elle propose notamment à cet effet un dispositif, dédié à la détection de caractéristique(s) d'une batterie, et comprenant: - des moyens de stockage propres à être solidarisés à la batterie et stockant des données d'information représentatives d'au moins une caractéristique de cette batterie, et - des moyens de lecture agencés pour déterminer les données d'information stockées par les moyens de stockage lorsqu'ils sont situés dans le voisinage immédiat de ces derniers, en vue de permettre une estimation de l'état de charge de la batterie en fonction, notamment, de chaque caractéristique représentée par les données d'information déterminées. Le dispositif de détection selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - chaque caractéristique peut être choisie parmi (au moins) une taille, une capacité, un ampérage et au moins une information de traçabilité; - chaque information de traçabilité peut être choisie parmi (au moins) un nom de fabricant, un numéro de série et une date de fabrication; - ses moyens de lecture peuvent être agencés, en cas d'absence des moyens de stockage de la batterie, pour fournir des caractéristiques de batterie (par défaut) qui sont destinées à favoriser des démarrages et la longévité de la batterie; - ses moyens de stockage peuvent être de type dit "RFID" ("Radio frequency IDentifier") de manière à transmettre un message de réponse contenant les données d'information qu'ils stockent en cas de réception d'une requête dédiée. Dans ce cas, ses moyens de lecture peuvent être de type dit "en champ proche" (ou "NFC" (pour "Near Field Communication")) et donc agencés pour générer et transmettre chaque requête dédiée, et pour extraire de chaque message de réponse reçu les données d'information qu'il contient; - dans une variante, ses moyens de stockage peuvent être agencés sous la forme d'une étiquette qui est destinée à être fixée en un endroit choisi de la batterie et qui est munie d'un code barres constituant les données d'information. Dans ce cas, ses moyens de lecture peuvent être agencés pour lire le code barres pour déterminer les données d'information qu'il constitue; - ses moyens de lecture peuvent être solidarisés à la batterie; - ses moyens de lecture peuvent être solidarisés à la batterie en dessous d'un équipement qui est propre à être solidarisé à la batterie et à estimer son état de charge en fonction, notamment, de chaque caractéristique représentée par les données d'information déterminées par les moyens de lecture; - en variante, ses moyens de lecture peuvent faire partie d'un équipement qui est propre à être solidarisé à la batterie et à estimer son état de charge en fonction de chaque caractéristique représentée par les données d'information déterminées par ses moyens de lecture; - ses moyens de stockage peuvent être agencés pour stocker des données d'information qui définissent un identifiant de batterie représentatif d'au moins une caractéristique de batterie; • ses moyens de lecture peuvent stocker une table de correspondance entre des identifiants de batterie et des caractéristiques de batterie, de manière à pouvoir déterminer chaque caractéristique de batterie qui est stockée en correspondance d'un identifiant qu'ils ont déterminé auprès des moyens de stockage; - dans une variante, ses moyens de stockage peuvent être agencés pour stocker des données d'information qui définissent au moins une caractéristique de batterie; ses moyens de lecture peuvent être agencés pour déterminer les données d'information qui sont stockées par ses moyens de stockage consécutivement à chaque nouvelle connexion à une batterie d'un équipement propre à estimer l'état de charge de cette batterie en fonction, notamment, de chaque caractéristique représentée par les données d'information déterminées par ses moyens de lecture.

L'invention propose également un équipement qui est propre à être solidarisé à une batterie afin d'estimer son état de charge, et qui comprend des moyens de lecture d'un dispositif de détection du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également une batterie comprenant un dispositif de détection du type de celui présenté ci-avant, ou bien un équipement du type de celui présenté ci-avant ainsi que des moyens de stockage d'un dispositif de détection du type de celui présenté ci-avant. L'invention est bien adaptée, bien que non limitativement, aux véhicules, éventuellement de type automobile.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l'unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement une batterie équipée d'un exemple de réalisation de dispositif de détection selon l'invention. Le dessin annexé pourra non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.

L'invention propose d'équiper une batterie BA d'un dispositif de détection D. Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que la batterie BA est destinée à faire partie d'un système tel qu'un véhicule, éventuellement de type automobile. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système (équipement ou dispositif), quel que soit son domaine technique, comprenant au moins un organe (ou équipement ou élément ou dispositif) électrique devant être alimenté, éventuellement de façon temporaire, par au moins une batterie. Dans le cas d'un véhicule automobile, un organe électrique peut par exemple être un calculateur, un actionneur électromécanique, un dispositif de direction assistée, un système d'antiblocage de frein (par exemple de type ABS), des essuie-glaces, un chauffage électrique d'appoint, un éclairage d'habitacle, ou un bloc optique. Par exemple, la batterie BA est de type 12 volts, et, comme illustré sur l'unique figure, comporte deux bornes B1 et B2. Par exemple la première borne B1 est la borne négative (-) tandis que la seconde borne B2 est la borne positive (+). Par ailleurs, comme illustré sur l'unique figure, la batterie BA est équipée d'un équipement BE (tel qu'un boîtier d'état de charge batterie (ou BECB)), destiné à déterminer son état de charge. Par exemple, et comme illustré, cet équipement BE est monté sur la borne négative (-) B1. Un tel équipement BE est par exemple chargé d'estimer la tension aux bornes de la batterie BA et le courant sortant de (ou entrant dans) cette dernière (BA), ainsi qu'éventuellement la température de la batterie BA. Comme illustré, l'équipement BE comprend par exemple un connecteur électrique CE et une cosse de fixation CF. Le connecteur électrique CE permet de raccorder l'équipement BE à un autre équipement (ou élément ou dispositif) du véhicule, par exemple à son ordinateur de bord, ce qui lui permet de fournir des estimées de l'état de charge de sa batterie BA à partir des mesures de courant et de tension qu'il effectue au moyen de capteurs qu'il comprend et des caractéristiques déterminées de sa batterie BA.

La cosse de fixation CF est destinée à permettre le raccordement de l'équipement BE à une masse du véhicule. Comme illustré non limitativement sur l'unique figure, un dispositif de détection D selon l'invention comprend au moins des moyens de stockage MS et des moyens de lecture ML.

Les moyens de stockage MS sont destinés à être solidarisés à la batterie BA, en un endroit choisi, et stockent des données d'information qui sont représentatives d'au moins une caractéristique de cette batterie BA. On notera que les données d'information peuvent être représentatives de toute caractéristique d'une batterie, et notamment de sa taille, de sa capacité, de son ampérage, de sa traçabilité (c'est-à-dire du nom du fabricant de la batterie et/ou du numéro de série de la batterie et/ou de la date de fabrication de la batterie), de sa technologie (liquide, étanche, ou analogue), ou de son lieu de fabrication. On notera également que les données d'information qui sont stockées par les moyens de stockage MS peuvent définir soit un identifiant de batterie BA qui est représentatif d'au moins une caractéristique de cette batterie BA, et de préférence de plusieurs, soit directement au moins une caractéristique de batterie BA, et de préférence de plusieurs. Les moyens de lecture ML sont agencés (ou conçus) pour déterminer les données d'information qui sont stockées par les moyens de stockage MS lorsqu'ils sont situés dans leur voisinage immédiat. Ces données d'information (identifiant ou caractéristique(s) de batterie) sont ensuite utilisées par l'équipement BE lors de l'estimation de l'état de charge de la batterie BA. Lorsque les données d'information déterminées définissent un identifiant de batterie BA, alors chaque caractéristique qui est représentée par cet identifiant de batterie est déterminée au sein d'une table de correspondance identifiants de batterie/caractéristiques. Cette dernière peut être stockée soit dans les moyens de lecture ML, et dans ce cas ce sont ces derniers ML qui déterminent dans leur table chaque caractéristique de batterie qui s'y trouve stockée en correspondance de l'identifiant de batterie déterminé dans les moyens de stockage MS, soit dans l'équipement BE, et dans ce cas c'est ce dernier BE qui détermine dans sa table chaque caractéristique de batterie qui s'y trouve stockée en correspondance de l'identifiant de batterie qui a été déterminé par les moyens de lecture ML dans les moyens de stockage MS. De préférence, les moyens de stockage MS sont de type dit "RFID" ("Radio frequency IDentifier"). Il est rappelé que de tels moyens de stockage MS sont agencés sous la forme d'un composant (ou puce) de très petite dimension qui comprend un circuit propre à émettre par voie d'ondes un message de réponse, contenant des données (ici les données d'information), lorsqu'il reçoit par voie d'ondes une requête dédiée. Dans ce cas, les moyens de lecture ML sont de type dit "en champ proche" (ou "NFC" (pour "Near Field Communication")) et sont donc agencés pour générer et transmettre par voie d'ondes la requête dédiée, et pour extraire de chaque message de réponse, transmis par les moyens de stockage RFID MS, les données d'information qu'il contient. Il est rappelé que les communications en champ proche (ou NFC) ont une portée de quelques centimètres (typiquement inférieure à 15 cm). Il est également rappelé qu'une étiquette RFID n'a pas besoin d'être connectée à une source d'énergie. Elle se sert en effet de l'énergie qui est contenue dans la requête reçue pour s'alimenter et transmettre son message de réponse. Par exemple, la requête dédiée et le message de réponse sont transmis suivant une fréquence de 125 kHz ou 135 kHz. On notera, comme illustré non limitativement sur l'unique figure, que les moyens de stockage RFID MS peuvent être collés sur une face supérieure de la batterie BA, par exemple au niveau de l'endroit où sont implantés les moyens de lecture ML.

Par ailleurs, et également comme illustré non limitativement sur l'unique figure, les moyens de lecture ML (de type NFC) peuvent être solidarisés à la batterie BA. Ils peuvent même être avantageusement intégrés dans l'équipement BE, comme illustré non limitativement, de manière à faciliter la communication audit équipement BE de l'identifiant de batterie déterminé ou de chaque caractéristique de batterie déterminée. Le mode de réalisation préférentiel décrit ci-avant est particulièrement avantageux car il est totalement automatisé et donc ne requiert pas d'intervention humaine. Mais, dans une variante, les moyens de stockage MS peuvent être agencés sous la forme d'une étiquette qui est destinée à être fixée (par exemple par collage) en un endroit choisi de la batterie BA et qui est munie d'un code barres qui constitue les données d'information. Dans ce cas, les moyens de lecture ML sont agencés sous la forme d'un lecteur propre à lire optiquement le code barres afin de déterminer les données d'information qu'il constitue. Généralement, la lecture optique se fait à faible distance (typiquement inférieure à 20 cm). Par conséquent, dans cette variante de réalisation les moyens de lecture ML peuvent être soit solidarisés à la batterie BA, dans une zone située sensiblement en regard de l'étiquette MS portant le code barres, ce qui permet d'envisager un fonctionnement automatisé avec transfert automatique de l'identifiant de batterie déterminé ou de chaque caractéristique de batterie déterminée vers l'équipement BE, soit tenus à la main par une personne, ce qui nécessite ensuite un téléchargement commandé de l'identifiant de batterie déterminé ou de chaque caractéristique de batterie déterminée vers l'équipement BE. On notera que dans le premier mode de réalisation de cette variante, les moyens de lecture de code barres ML peuvent être intégrés dans l'équipement BE, sous réserve que leurs moyens chargés de la lecture optique soient logés dans une ouverture de l'équipement BE qui communique avec l'extérieur et qui est placée sensiblement en regard de l'étiquette MS et à une petite distance de cette dernière (MS). On notera que les moyens de lecture ML peuvent être également agencés de manière à fournir des caractéristiques de batterie par défaut, chaque fois que les moyens de stockage MS sont absents de la batterie BA (par exemple du fait qu'ils se sont désolidarisés de cette dernière (BA)). Ces caractéristiques de batterie par défaut sont par exemple destinées non seulement à favoriser les démarrages du véhicule (notamment lorsqu'il est de type dit "à arrêt et redémarrage automatique" (ou en anglais "stop and staff», mais également à accroître la longévité de la batterie BA et/ou à avertir un réparateur, par le biais d'un code d'erreur, que la batterie utilisée n'est pas adaptée à son utilisation actuelle.

On notera également que les moyens de lecture ML peuvent être avantageusement agencés pour ne déterminer les données d'information qui sont stockées par les moyens de stockage MS que consécutivement à chaque connexion de l'équipement BE à une nouvelle batterie BA ou à la batterie BA précédemment utilisée. On comprendra que cela évite de consommer inutilement de l'énergie de façon périodique, étant donné que l'on est certain que les caractéristiques (fournisseur) de la batterie BA ne peuvent pas changer en l'absence de déconnexion. On notera également que les moyens de lecture ML peuvent être réalisés sous la forme d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »). Mais, dans une variante, les moyens de lecture ML peuvent être réalisés uniquement sous la forme de circuits électroniques (ou « hardware »). Dans ce dernier cas, le module logiciel qui est chargé de traiter les données issues des moyens de lecture ML peut être hébergé ailleurs que dans l'équipement BE. Le dispositif selon l'invention offre un certain nombre d'avantages, et notamment: - ses modes de réalisation à fonctionnement tout automatique permettent une auto-configuration de l'équipement qui est chargé de détecter l'état de charge de la batterie, - en présence d'une caractéristique de traçabilité permettant de connaître l'âge de la batterie, il permet de gérer la charge de la batterie en fonction de son âge, mais également d'avertir de la nécessité d'effectuer une maintenance préventive ou de procéder à un remplacement de batterie, - il peut permettre d'éviter dans certaines situations d'avoir à attendre un long moment avant de disposer d'une estimée de l'état de charge, et donc de pouvoir utiliser certaines fonctions, comme par exemple la fonction stop & start (arrêt et redémarrage automatique).

Zo L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de détection, de batterie, d'équipement de mesure d'état de charge et de véhicule décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (D) de détection de caractéristique(s) d'une batterie (BA), caractérisé en ce qu'il comprend i) des moyens de stockage (MS) propres à être solidarisés à ladite batterie (BA) et stockant des données d'information représentatives d'au moins une caractéristique de cette batterie (BA), et ii) des moyens de lecture (ML) agencés pour déterminer lesdites données d'information stockées par lesdits moyens de stockage (MS) lorsqu'ils sont situés dans le voisinage immédiat de ces derniers (MS), en vue de permettre une estimation d'un état de charge de ladite batterie (BA) en fonction de chaque caractéristique représentée par lesdites données d'information déterminées.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque caractéristique est choisie dans un groupe comprenant au moins une taille, une capacité, un ampérage et au moins une information de traçabilité.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque information de traçabilité est choisie dans un groupe comprenant au moins un nom de fabricant, un numéro de série et une date de fabrication.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture (ML) sont agencés, en cas d'absence desdits moyens de stockage (MS) de la batterie (BA), pour fournir des caractéristiques de batterie destinées à favoriser des démarrages et la longévité de ladite batterie (BA).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage (MS) sont de type dit "RFID" de manière à transmettre un message de réponse contenant lesdites données d'information qu'ils stockent en cas de réception d'une requête dédiée, et en ce que lesdits moyens de lecture (ML) sont de type dit "en champ proche" et sont agencés pour générer et transmettre chaque requête dédiée, et pour extraire de chaque message de réponse lesdites données d'information qu'il contient.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage (MS) sont agencés sous la forme d'une étiquettedestinée à être fixée en un endroit choisi de ladite batterie (BA) et munie d'un code barres constituant lesdites données d'information, et en ce que lesdits moyens de lecture (ML) sont agencés pour lire ledit code barres pour déterminer lesdites données d'information qu'il constitue.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture (ML) sont propres à être solidarisés à ladite batterie (BA).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture (ML) sont propres à être solidarisés à ladite batterie (BA) en dessous d'un équipement (BE) propre à être solidarisé à ladite batterie (BA) et à estimer ledit état de charge de la batterie (BA) en fonction de chaque caractéristique représentée par lesdites données d'information déterminées par lesdits moyens de lecture (ML).
9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture (ML) font partie d'un équipement (BE) propre à être solidarisé à ladite batterie (BA) et à estimer ledit état de charge de la batterie (BA) en fonction de chaque caractéristique représentée par lesdites données d'information déterminées par lesdits moyens de lecture (ML).
10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage (MS) sont agencés pour stocker des données d'information définissant un identifiant de batterie représentatif d'au moins une caractéristique de batterie.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture (ML) stockent une table de correspondance entre des identifiants de batterie et des caractéristiques de batterie, de manière à déterminer chaque caractéristique de batterie stockée en correspondance d'un identifiant déterminé auprès desdits moyens de stockage (MS).
12. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage (MS) sont agencés pour stocker des données d'information définissant au moins une caractéristique de batterie.
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture (ML) sont agencés pour déterminer lesdites données d'information stockées par lesdits moyens de stockage (MS)consécutivement à chaque nouvelle connexion à une batterie (BA) d'un équipement (BE) propre à estimer un état de charge de la batterie (BA) en fonction de chaque caractéristique représentée par lesdites données d'information déterminées par lesdits moyens de lecture (ML).
14. Equipement (BE) propre à être solidarisé à une batterie (BA) afin d'estimer son état de charge, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de lecture (ML) d'un dispositif de détection (D) selon l'une des revendications précédentes.
15. Batterie (BA), caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de détection (D) selon l'une des revendications 1 à 13.
16. Batterie (BA), caractérisée en ce qu'elle comprend un équipement (BE) selon la revendication 14 et des moyens de stockage (MS) d'un dispositif de détection (D) selon l'une des revendications 1 à 13.
17. Utilisation d'un dispositif de détection (D) selon l'une des revendications 1 à 13, d'un équipement (BE) selon la revendication 14, et d'une batterie (BA) selon l'une des revendications 15 et 16, dans un véhicule.