FR2958044A1

FR2958044A1 - Procede d'estimation de l'etat de charge et de l'etat de sante d'un systeme electrochimique

Info

Publication number: FR2958044A1
Application number: FR1052122A
Authority: FR
Inventors: Cedric Nouillant; Karim Ouaksel
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-30
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: FR2958044B1

Abstract

L'invention concerne un procédé d'estimation de l'état de charge et de santé d'un système électrochimique, comprenant une mesure de température (T) dudit système, une mesure des signaux électriques de courant (I) traversant le système et de la tension (U) au bornes du système, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : -déterminer une tension (Udiff) liée à la diffusion à partir de la mesure de courant (I), -déterminer un ensemble de paramètres électriques (Ri, Rtc, Cdc, Ad) d'un modèle électrique équivalent de type Randles avec une impédance de Warburg en série, à partir de la tension de diffusion (Udiff) déterminée ainsi que du courant (I) et de la tension (U) mesurées. -recaler à une température de référence l'ensemble de paramètres électriques mesurés à la température (T), -déterminer l'état de charge (SOC) et de santé (SOH) à partir de l'ensemble de paramètres électriques recalés (Ri*, Rtc*, Cdc*, Ad*).

Description

Procédé d'estimation de l'état de charge et de l'état de santé d'un système électrochimique

Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des moyens de stockage d'énergie électrique et en particulier à l'estimation de l'état de charge, de l'état de santé d'un système électrochimique tel qu'une batterie.

Arrière-plan technologique Les moyens de stockage d'énergie électrique occupent un rôle central grandissant au niveau d'un véhicule automobile puisqu'ils permettent d'assurer l'alimentation en courant de l'ensemble des consommateurs électriques du véhicule ou encore du moteur dans le cadre d'une chaine de traction hybride ou électrique.

Les besoins électriques de plus en plus grandissants du véhicule ainsi que l'usage de l'électricité comme source d'énergie pour alimenter la chaine de traction pour des véhicules hybrides ou électriques, nécessitent de connaitre précisément et en temps réel l'ensemble des indicateurs de performances de la batterie.

Par indicateurs de performances nous entendons les grandeurs indispensables à la gestion de l'énergie au sein du véhicule qui vont permettre un usage sécurisé et optimisé du fonctionnement électrique du véhicule, à savoir :

-état de charge (« State Of Charge » ou SOC), -état de santé (« State Of Health » ou SOH), -puissance disponible.

Les caractéristiques physiques d'une batterie évoluent au cours du temps. Il s'ensuit alors une dégradation sur son aptitude à accumuler et délivrer du courant. Ce qui se traduit par une baisse de performance du véhicule lié à une perte de son rendement défavorable au bilan consommation du véhicule. Pire, une mauvaise détection du vieillissement, de l'état de charge ou la puissance disponible peut conduire à une immobilisation du véhicule dans le cas d'un véhicule hybride ou électrique, ou encore à des risques d'incendie ou d'explosion.35 Parallèlement à ces contraintes techniques, une mauvaise gestion de ces indicateurs conduit à des surcoûts à l'usage tant pour l'utilisateur (changement batterie) que pour le constructeur (garantie batterie).

On connait des procédés qui permettent à partir de mesures de tension d'évaluer de temps en temps le SOC ou le SOH, à des moments déterminés de fonctionnement du véhicule tel qu'une phase de repos. Cependant un tel procédé ne permet pas un bon suivi au cours du temps de ces indicateurs de performances.

Il est connu du document US20020120906 de construire un modèle électrique à partir des équations électrochimiques d'une batterie et de l'indentification des paramètres dudit modèle. Un modèle de Randles est déduit du modèle électrique général. Cependant le document ne traite pas de la détermination des indicateurs de performances tels que le SOC, le SOH ou la puissance disponible. De plus, l'identification des paramètres électriques du modèle suppose plusieurs essais suivant plusieurs protocoles, ce qui n'est pas compatibles avec une utilisation réelle sur véhicule.

L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un nouveau procédé permettant un bon suivi temporel des indicateurs de performance d'un système électrochimique tel qu'une batterie.

L'invention concerne donc un procédé d'estimation de l'état de charge et de l'état de santé d'un système électrochimique tel qu'une batterie, comprenant une mesure de température dudit système, une mesure des signaux électriques de courant traversant le système et de la tension au bornes du système, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : -déterminer une tension liée à la diffusion à partir de la mesure de courant, -déterminer un ensemble de paramètres électriques d'un modèle électrique équivalent de type Randles avec une impédance de Warburg en série, à partir de la tension de diffusion déterminée ainsi que du courant et de la tension mesurées. -recaler à une température de référence l'ensemble de paramètres électriques mesurés à la température, -déterminer l'état de charge et de l'état de santé du système électrochimique à partir de l'ensemble de paramètres électriques recalés.

En effet, l'étape de recalage permet notamment d'alléger les calculs nécessaires à l'étape détermination de l'état de charge et de l'état de santé du système électrochimique. Des calculs plus cours peuvent donc être faits plus souvent, ce qui va dans le sens d'un meilleur suivi temporel.

Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : Avantageusement, le procédé de l'invention comprend de plus une étape de détermination de la puissance disponible du système électrochimique à partir de l'état de charge, de l'état de santé et de la température du système.

10 De préférence, la détermination de la puissance disponible est réalisée à l'aide d'une cartographie ou d'une modélisation de la tension à vide du système électrochimique en fonction de l'état de charge, de l'état de santé et de la température mesurée.

Dans une variante, la détermination de la puissance disponible est extrapolée pour un 15 délai de prédiction, afin de pouvoir donner sur un horizon de temps la puissance électrique acceptable par le système électrochimique.

Puisque en pratique, on est amené à utiliser des signaux échantillonnés, avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre les étapes préalables 20 consistant à : -faire une acquisition numérique à une période d'échantillonnage prédéterminée du signal électrique de courant ou de tension du système électrochimique, -déterminer la richesse en fréquence du signal électrique acquis, -comparer la richesse en fréquence du signal électrique acquis à un seuil 25 prédéterminé.

Dans une variante, lorsque la richesse en fréquence du signal électrique acquis est supérieure au seuil prédéterminé, on autorise la détermination des paramètres électriques du modèle de Randles et l'ensemble des paramètres électriques du modèle de Randles 30 déterminés est : la résistance interne, la résistance de transfert de charge, la capacité double couche, le gain de l'impédance de Warburg.

Dans une autre variante, lorsque la richesse en fréquence du signal électrique acquis est inférieure ou égale au seuil prédéterminé, on autorise la détermination des paramètres 35 électriques du modèle de Randles et l'ensemble des paramètres électriques du modèle de Randles déterminés est : la somme de la résistance interne et de la résistance de transfert de charge, le gain de l'impédance de Warburg.5

Dans encore une autre variante, lorsque la richesse en fréquence du signal électrique acquis est inférieure au seuil prédéterminé, on n'autorise pas la détermination de l'ensemble des paramètres électriques. Avantageusement, on n'autorise pas la détermination de l'ensemble des paramètres électriques lorsque la température du système électrochimique n'est pas comprise dans une plage de température déterminée.

10 Avantageusement, le recalage de l'ensemble des paramètres électriques à la température de référence est réalisé à l'aide des lois d'évolution des dits paramètres électriques en fonction de la température.

Avantageusement encore, la détermination de l'état de charge et de l'état de santé est 15 réalisée à l'aide d'une base de données reliant les paramètres électriques recalés aux états de charge et de santé.

Dans une variante, le procédé de l'invention comprend une étape de filtrage d'au moins une mesure parmi le signal électrique de courant, le signal électrique de tension, la 20 température du système électrochimique.

Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après 25 d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :

- La figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule équipé d'une batterie et comprenant les moyens de mise en oeuvre du procédé de l'invention. 30 - La figure 2 est une représentation schématique d'un modèle de Randles en série. - La figure 3 est une représentation schématique sous forme de blocs d'un exemple de déroulement des étapes du procédé de l'invention.

35 Description détaillée La figure 1 présente schématiquement un véhicule 10 équipée d'une batterie 11, d'un moyen de surveillance de batterie 12 encore connu sous l'appellation BMS pour5 l'acronyme anglais « Battery Monitoring System », intégrant notamment un calculateur électronique. Le BMS permet de faire l'acquisition de la température T de la batterie 11 ainsi que des signaux électriques de courant I traversant la batterie 11 et de tension U aux bornes de la batterie 11. Les mesures du courant I, de la tension U et de la température sont réalisées par des capteurs dédiés non représentés. Le véhicule 10 comprend de plus un estimateur 13 des indicateurs de performances de la batterie.

Les indicateurs de performances estimés dans le cadre de l'invention sont : -l'état de charge, SOC (pour l'acronyme anglais « State Of Charge »), -l'état de santé, SOH (« State Of Health »), -la puissance batterie disponible, Pbatt.

L'estimateur 13 est avantageusement hébergé dans le calculateur du BMS 12. Le BMS 12 fournit à l'estimateur 13 des signaux échantillonnés du courant I, de la tension U et de la température T à une période d'échantillonnage déterminée.

Les estimations des indicateurs de performance SOC, SOH et Pbatt peuvent ensuite être utilisés via une transmission à d'autres calculateurs de l'automobile (par exemple une liaison par réseau CAN) pour d'autres applications sortant du cadre de l'invention. Nous citerons par exemple : • la gestion de la performance et de la consommation du véhicule via le superviseur de la chaîne de traction, •l'affichage de l'énergie restante (type jauge de carburant) pour le conducteur. 25 Un modèle de Randles en série est schématisé en figure 2. Le modèle de Randles est un modèle électrique équivalent généralement utilisé pour modéliser, autour d'un point de fonctionnement tension - courant, le comportement électrique de systèmes électrochimiques tels qu'une batterie ou une cellule de batterie. Plusieurs modèles dits de 30 Randles existent dans la littérature scientifique et technique.

De préférence, nous utiliserons dans ce mémoire un modèle de Randles incluant une impédance de Warburg et plus précisément un modèle de Randles incluant une impédance de Warburg en série auquel nous donnerons encore l'appellation de modèle 35 de Randles en série. En effet, il est apparu que le choix de ce modèle de Randles avec une impédance de Warburg en série est très avantageux dans l'analyse de la réponse du système électrochimique.

Comme le montre la figure 2, ce modèle comporte quatre paramètres électriques qui sont : une résistance interne, Ri ; une résistance de transfert de charge, Rtc ; une capacité double couche, Cdc ; une impédance de Warburg Z. Par ailleurs U(t) et I(t) représentent respectivement la tension aux bornes du système électrochimique et le courant le traversant.

On peut alors écrire l'impédance de Randles dans le domaine de Laplace, s étant la variable de Laplace : ZRandles (S) Ri + 1 + C R t R $ + Z W (s) de tc La figure 3 représente à présent, sous forme de blocs, un exemple de déroulement des étapes du procédé de l'invention. Le contenu de chaque bloc est précisé ci-dessous : Bloc 1 : Bloc d'identification des . uatre •aramètres électri. ues R Rtc Cdc Ad du modèle de Randles en série. En simplifiant l'impédance de Warburg, Zw (s), sous la forme , avec Ad , une grandeur représentative l'impédance de Warburg que l'on nommera gain de l'impédance de Warburg, il est prévu d'identifier un ensemble paramètres électriques du modèle de Randles en série, soit dans ce mode de réalisation, les quatre paramètres électriques Ri , 25 Rtc , Cdc , Ad du modèle de Randles en série, par un algorithme des Moindres Carrés Récursifs (MCR). Pour ce faire, la fonction de transfert entre la tension U(s) mesurée et l'intensité I(s) mesurée, correspond à l'impédance de Randles, ZRandles (s) et s'exprime sous la forme : 15 20 (1) 30 Z Randles (S) ù U(s) () (2) Par ailleurs, la tension de sortie mesurée U(s) se décompose en deux tensions additives grâce au modèle de Randles en série choisi, une tension dite dynamique, Udyn(s) et une tension liée à la diffusion Udiff (s), qui ont respectivement des dynamiques de variations rapides et lentes. On a donc : U(s) = Udyn (S) + Udiff (S)

Les deux tensions Udyn (s) et Udiff (s) peuvent encore s'écrire : Udyn (s) = Ri + Rtc I(s) 1+C dcRtc.s, 10 et Udiff (s) _ .I(s) La transformation du terme ~ est réalisée par une méthode connue de la littérature 15 pour aboutir à une décomposition de N pôles, coi, et zéros, coi, sur une bande de fréquence réduite. L'expression (2), linéarisée et rendue entière, s'écrit alors sous la forme : 1 Zentier s U(s) = R + Rtc + A CO + Chi Randles ( ) ù ( ) d' s I s 1+CdCRtc.s s 1=1 1+ coi

où Co représente un gain. Ainsi, la tension Udiff (s) liée à la diffusion va être calculée au module 6 présenté en figure 2 selon la formule (5) à partir du courant I et à Ad par son expression selon le dernier terme de la relation (6) dont le calcul n'a que des 25 paramètres fixes. Cette tension Udiff (s) sera mise comme une entrée supplémentaire du bloc 1 d'identification des paramètres comme le montre encore la figure 2. (3) (4) (5) s 20 (6) En effectuant la transformée en Z de l'expression (4) en temps discret à la période d'échantillonnage te, nous en déduisons l'équation de récurrence en discret sur la sortie tension sous la forme : Uk+l = A * Uk + B * Ik + C * Ikù1 + Ad * Udiff,k (7) Les coefficients A, B, C, non explicités ici, sont des coefficients qui s'expriment en fonction des paramètres électriques. La détermination explicite de ces coefficients est connue en soi de l'homme du métier à partir, par exemple, des tables de transformée en Z.

L'algorithme d'identification récursif, classique dans la littérature scientifique mais modifié pour traiter un modèle à deux entrées I et Udiff et une sortie U, permettra d'ajuster les quatre paramètres Ri, Rd, Cdd, Ad, jusqu'à ce que la tension estimée A * Uk + B * Ik + C * Ik_1 + Ad * Ud k converge vers la tension mesurée, Uk+1 Bloc 2: Bloc superviseur

Le bloc 2 superviseur ici a pour rôle d'analyser la richesse spectrale d'un signal d'excitation permettant alors d'autoriser ou non la détermination des paramètres électriques au bloc 1. En effet, dans tout problème d'identification, il faut alors s'assurer que le signal d'excitation, soit assez riche en fréquence pour pouvoir permettre d'identifier avec précision les paramètres du modèle de Randles.

Le signal d'excitation choisi est de préférence le signal électrique de courant I traversant la batterie 11. Celui-ci peut être le courant consommé par les organes électriques du véhicule (excitation dite naturelle) ou encore un courant amené à la batterie 11 par exemple par l'alimentation d'une phase du moteur électrique dans le cas d'une chaine de traction hybride ou électrique par un chargeur de batterie externe (excitation dite pilotée).

Le rôle du bloc 2 superviseur est alors d'estimer cette richesse spectrale sur une plage de fréquence, f, d'intérêt et de déclencher l'identification si l'énergie contenue est supérieure à une valeur minimale.

A titre d'exemple, si l'on suppose que la forme du profil de courant est décrit par un modèle auto-régressif étendu d'ordre L dont les paramètres ai et bk+1 du modèle sont déterminés par un algorithme des moindres carrés récursifs : L Ik+1 ù l ai.lk + bk+l (8) i=1 avec b, le bruit d'estimation. Il est alors possible de calculer l'amplitude au carré de la fonction de transfert H(jf V2 entre le courant et le bruit blanc, j représentant l'imaginaire pur et f la fréquence. ,1I

Si nous traitons le bruit comme un bruit blanc gaussien caractérisé par son écart-type 6b, alors la puissance résultante est : P(f) = H(jf 12.ab2 (9) Nous pouvons alors caractériser la richesse spectrale par une puissance minimale, Pmin, définie, pour une plage de fréquence d'intérêt choisie comprise entre une fréquence minimum fmin et une fréquence maximum fmax. par : Pmin = min P(f) fe [fmimfmaxI A titre d'exemple les fréquences fmin et furax peuvent être respectivement de 0,01 Hz et 30 Hz. Lorsque cette puissance minimale Pmin est supérieure à un seuil donnée Pseuii, alors nous sommes assurés que le signal de courant I(s) est suffisamment riche en fréquence pour déclencher l'identification paramétrique. Le bloc 2 superviseur autorise alors l'identification des paramètres du modèle de Randles. 30 Au contraire, lorsque cette puissance minimale Pmin est inférieure au seuil donnée Pseuii, alors nous sommes assurés que le signal de courant I et on n'autorise pas la détermination de l'ensemble des paramètres électriques au bloc 1. 25 (10) On peut aussi prendre en compte la température de la batterie 11 pour autoriser ou non la détermination des paramètres électriques au bloc 1. Dans ce cas, on n'autorise pas la détermination des paramètres électriques au bloc 1 lorsque la température de la batterie 11 n'est pas comprise dans une plage de température déterminée, par exemple, entre - 20°C et 60°C. Ces valeurs préférées correspondent à la plage de validité du modèle de Randles choisi.

Bloc 3 : Bloc de recalage des quatre paramètres électriques par rapport à une température de référence T*

Les quatre paramètres électriques identifiés par le bloc 1 sont réalisés à la température T mesurée.

Afin de pouvoir exploiter ces quatre paramètres batterie par le bloc 4 qui suit nous déterminons leur équivalent pour une température dite de référence, T*. Cette opération est effectuée par le bloc 3 à l'aide des lois d'évolutions de ces quatre paramètres en fonction de la température. Ces lois peuvent être déterminées par des relations physico-chimiques ou des résultats d'expérimentations.

Ce recalage à la température de référence T* des quatre paramètres a pour avantage d'alléger les tâches ultérieurement réalisées par le bloc 4 car il n'est alors pas nécessaire de cartographier l'ensemble de la plage d'utilisation en température de la batterie 1.

Nous obtenons ainsi quatre nouveaux paramètres électriques recalés à la température de référence T*: R;*, Rt,*, Cdc*, Ad*.

Bloc 4 : Bloc d'estimation des du SOC et du SOH en fonction des paramètres recalés.

A cette étape, l'état de charge, SOC, et l'état de santé, SOH de la batterie 1 peuvent être déterminés de préférence à partir d'une base de données ou une cartographie permettant de relier les quatre paramètres électriques recalés R;*, Rtc*, Cdc*, Ad*, à la température de référence T*, à des valeurs d'état de charge, SOC, et d'état de santé, SOH.

En pratique, les valeurs de SOC et de SOH préalablement peuvent être déterminés par des essais expérimentaux à la température de référence T*, pour différents états de charge, SOC, et d'état de santé, SOH.

La méthode proposée présente donc une précision accrue grâce à une redondance en utilisant quatre paramètres variants pour estimer deux états. Bloc 5 : Bloc estimateur de puissance disponible à partir du SOC et du SOH estimés au bloc 4.

A présent, munis des estimations l'état de charge, SOC, et l'état de santé, SOH ainsi que 10 des paramètres électriques identifiés R;, Rte, Cdc, Ad, nous pouvons estimer une puissance disponible de batterie, Pbatt.

La puissance est définie par : Pbatt (t) = U(t).l(t) (1 1 ) 15 Ici, nous prenons comme modèle de la tension aux bornes de la batterie : U(t) = Eo (SOC(t), SOH(t), T(t)) ù ZRand,es (SOC(t), SOH(t), T(t)),I(t) (12) 20 avec :

Eo, la tension à vide de la batterie 11, et ZRandles, l'impédance du modèle de Randles en série .

25 La tension à vide, Eo, de la batterie 11 et l'impédance du modèle de Randles en série sont fonctions de l'état de charge, SOC, de l'état de santé, SOH, ainsi que de la température T de la batterie 11. Les différentes valeurs possibles de la tension à vide, Eo, peuvent être contenues dans une cartographie ou déterminées par un modèle issu d'expérimentations. L'impédance de Randles est, quant à elle, recalculée en fonction de l'état de charge, 30 SOC, de l'état de santé, SOH, ainsi que de la température T de la batterie 11.

Il est en outre possible de prédire la puissance disponible, Pbatt, pour un délai de prédiction déterminé, tp. La prédiction de la puissance disponible, Pbatt, au délai déterminé est obtenue par extrapolation sur ce délai du courant I, de l'état de charge, SOC, de la 35 tension U. On fait par ailleurs, en raison de leur lente évolution dans le temps, l'hypothèse5 que l'état de santé, SOH et la température T de batterie sont constants pour le délai considéré, qui à titre indicatif peut être de l'ordre de la minute.

-Le courant I peut être extrapolé à partir des instants passés grâce par exemple à un 5 modèle auto-régressif étendu d'ordre L tel que présenté en expression (8).

-Le SOC peut être obtenu à partir des quatre paramètres Ri, Rtc, Cdc, Ad identifiés, -La tension U est déterminée via l'expression (12) en ayant comme données d'entrée ZRandles , Eo et I. Au final, nous déterminons la puissance disponible, Pbatt, via la formule (11) à partir de l'état de charge, SOC, déterminé en parallèle au bloc 4 précédent. Le mode de réalisation présenté n'est pas limitatif de l'invention. Dans ce mode de

15 réalisation nous avons vu que le superviseur, bloc 2 dans la figure 3, s'assurait que le contenu fréquentiel du signal était suffisant pour déclencher l'identification des quatre paramètres électrique dans le bloc 1. Une alternative à ce mode de réalisation est prévue dans le cas où la richesse spectrale

20 n'est pas suffisante, c'est-à-dire que, par exemple, la puissance minimale Pmin est inférieure au seuil Pseuil. Dans ce cas, on autorise la détermination des paramètres électriques, en effectuant une identification réduite aux deux paramètres électriques que sont d'une part la somme de la résistance interne Ri et de la résistance de transfert de charge, Rtc; et d'autre part le gain de l'impédance de Warburg, Ad, issu de l'expression

25 simplifiée de l'impédance de Warburg permettant de déterminer l'impédance du modèle de Randles : r Ad ZRandles (S) = Ri + Rtc + v 30 La suite de la procédure est alors la suivante : -On détermine au bloc 3 leurs équivalents, (Ri*+Rtc*), Ad* à la température de référence T*. 10 (13) -On détermine au bloc 4 l'état de charge, SOC, et l'état de santé, SOH, à partir des paramètres électriques recalés à la température T*de référence, (R;*+Rtd*), Ad*.

- On détermine au bloc 5 la puissance disponible Pbatt à partir de l'état de charge, SOC, et 5 l'état de santé, SOH définis au bloc 4.

Dans une autre variante, la richesse spectrale peut être déterminée au bloc 2 à partir du signal électrique de tension U. Cette variante est cependant moins efficace relativement à l'usage du signal électrique de courant I. Dans une autre variante, l'invention peut comprendre au moins un bloc additif de filtrage des informations véhiculées au sein de l'architecture et en particulier parmi le signal électrique de courant I, le signal électrique de tension U, la température T de la batterie.

15 L'invention n'est pas du tout restreinte à un système électrochimique particulier. Elle peut s'appliquer à des moyens de stockage d'énergie électrique tel que batterie au plomb, batterie de technologie Lithium-ion, etc, et notamment à ceux utilisés dans un véhicule automobile.

20 Les principaux avantages de l'invention sont les suivants :

-Diminuer le coût à l'usage de la batterie en préservant sa durée de vie pour le conducteur et le constructeur, - Exploiter les profils de courant du véhicule pour la mise en oeuvre de l'identification des 25 paramètres électriques, - Rendre accessible l'information sur l'état batterie au conducteur dans le cadre d'un meilleur suivi de celle-ci, - sécuriser et optimiser le fonctionnement électrique du véhicule, - Afficher un meilleur indicateur d'autonomie du véhicule. En effet, avec la connaissance 30 de l'état de charge et de l'état de santé de la batterie on doit connaître la quantité d'énergie embarquée et donc avec un courant moyen sur les dernières minutes en déduire combien il reste de temps d'utilisation. - d'être réalisable sous la forme d'une solution logicielle utilisant les signaux du moyen de surveillance de batterie, le BMS, donc sans organe mécanique ou électronique 35 supplémentaire par rapport à une architecture déjà existante. 10 - adapter une méthode d'identification temps réel malgré la présence d'un phénomène de diffusion, par le modèle de Randles en série et l'algorithme des moindres carrés récursifs à deux entrées et une sortie.

Claims

Revendications1. Procédé d'estimation de l'état de charge et de l'état de santé d'un système électrochimique tel qu'une batterie, comprenant une mesure de température (T) dudit système, une mesure des signaux électriques de courant (I) traversant le système et de la tension (U) au bornes du système, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : -déterminer une tension (Udiff) liée à la diffusion à partir de la mesure de courant (I), -déterminer un ensemble de paramètres électriques (Ri, Rfc, Cdc, Ad) d'un modèle électrique équivalent de type Randles avec une impédance de Warburg (ZW) en série, à partir de la tension de diffusion (Udiff) déterminée ainsi que du courant (I) et de la tension (U) mesurées. -recaler à une température de référence (T*) l'ensemble de paramètres électriques mesurés à la température (T), -déterminer l'état de charge (SOC) et de l'état de santé (SOH) du système électrochimique à partir de l'ensemble de paramètres électriques recalés (Ri*, Rfc*, C de , Ad*).
2. Procédé d'estimation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une étape de détermination de la puissance disponible (Pbatt) du système électrochimique à partir de l'état de charge (SOC), de l'état de santé (SOH) et de la température (T) du système.
3. Procédé d'estimation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la détermination de la puissance disponible (Pbaff) est réalisée à l'aide d'une cartographie ou d'une modélisation de la tension à vide (Eo) du système électrochimique en fonction de l'état de charge (SOC), de l'état de santé (SOH) et de la température (T) mesurée.
4. Procédé d'estimation la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la détermination de la puissance disponible (Pbaff) est extrapolée pour un délai de prédiction (tp).
5. Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes préalables consistant à : -faire une acquisition numérique à une période d'échantillonnage (te) prédéterminée du signal électrique de courant (I) ou de tension (U) du système électrochimique, -déterminer la richesse en fréquence du signal électrique acquis, -comparer la richesse en fréquence du signal électrique acquis à un seuil (Pseuii) prédéterminé.
6. Procédé d'estimation selon la revendication 5, caractérisé en ce que lorsque la richesse en fréquence du signal électrique acquis est supérieure au seuil (Pseuii) prédéterminé, on autorise la détermination des paramètres électriques du modèle de Randles et l'ensemble des paramètres électriques du modèle de Randles déterminés est : la résistance interne (R;), la résistance de transfert de charge (Rtc), la capacité double couche (Cdc), le gain (Ad) de l'impédance de Warburg.
7. Procédé d'estimation selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que lorsque la richesse en fréquence du signal électrique acquis est inférieure ou égale au seuil (Pseu;,) prédéterminé, on autorise la détermination des paramètres électriques du modèle de Randles et l'ensemble des paramètres électriques du modèle de Randles déterminés est : la somme de la résistance interne (R;) et de la résistance de transfert de charge (Rtc), le gain (Ad) de l'impédance de Warburg (ZW).
8. Procédé d'estimation selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que lorsque la richesse en fréquence du signal électrique acquis est inférieure au seuil (Pseu;,) prédéterminé, on n'autorise pas la détermination de l'ensemble des paramètres électriques.
9. Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on n'autorise pas la détermination de l'ensemble des paramètres électriques lorsque la température (T) du système électrochimique n'est pas comprise dans une plage de température déterminée.
10. Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le recalage de l'ensemble des paramètres électriques à la température de référence (T*) est réalisé à l'aide des lois d'évolution des dits paramètres électriques en fonction de la température.
11. Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détermination de l'état de charge (SOC) et de l'état de santé (SOH) est réalisée à l'aide d'une base de données reliant les paramètres électriques recalés (R;*, Rtc*, Cdc*, Ad*) aux états de charge (SOC) et de santé (SOH).
12. Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de filtrage d'au moins une mesure parmi le signal électrique de courant (I), le signal électrique de tension (U), la température (T) du système électrochimique.