CA2122776C - Systeme de reconnaissance et de gestion de generateurs electrochimiques - Google Patents
Systeme de reconnaissance et de gestion de generateurs electrochimiquesInfo
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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- G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
La présente invention a pour objet un système de reconnaissance et de gestion de générateurs électrochimiques reliés à une application, caractérisé par le fait qu'il comprend une mémoire électronique associée auxdits générateurs, et un moyen de lecture de ladite mémoire et un moyen d'écriture dans ladite mémoire placés dans ladite application, ladite mémoire électronique comportant une première partie non effaçable contenant des informations permettant l'identification dudit générateur et une seconde partie qui peut être modifiée ou effacée contenant des informations sur le fonctionnement et l'état dudit générateur.
Description
~-122 77 6 SYstème de reconnaissance et de aestion de aénérateurs électrochimiaues La présente invention concerne un système de reconnaissance et de gestion plus particulièrement destiné
5 aux générateurs électrochimiques, généralement associés en batterie.
L'utilisation de générateurs électrochimiques dans les applications portables en particulier, pose le problème de connaitre précisément la capacité disponible de ces 10 générateurs ainsi que leur degré de vieillissement, qui se traduit par une dimihution des performances au fur et à
mesure de l'utilisation. En effet une mesure simple de tension ne permet pas d'apprécier correctement le taux de charge d'un générateur électrochimique.
Dans le cas d'une batterie d'accumulateurs utilisée dans une caméra vidéo portable, une solution proposée est le contrôle de l'état de charge effectué par une mesure coulométrique qui tient compte de l'autodécharge. Le dispositif associé à la batterie comporte un microcontrôleur 20 4 bits, et il est capable de détecter les fins de charge et de décharge pour se caler. Mais cette solution ne répond qu'en partie au problème posé et ce dispositif est par ailleurs d'un surcoût notable.
D'autre part, il est théoriquement possible de faire 25 fonctionner des applications avec des générateurs électrochimiques de nature ou d'origine différentes. Dans la pratique cela pose de nombreux problèmes liés aux caractéristiques électriques différentes (tension, impédance interne,...) et se traduit souvent par une dégradation des 30 performances du générateur électrochimique, et même parfois par un non fonctionnement. Pour un générateur électrochimique rechargeable les conséquences sont beaucoup plus graves s'il s'agit du chargeur, car un générateur électrochimique rechargeable qui est chargé de facon non 35 appropriée peut être rapidement détérioré entraSnant des
5 aux générateurs électrochimiques, généralement associés en batterie.
L'utilisation de générateurs électrochimiques dans les applications portables en particulier, pose le problème de connaitre précisément la capacité disponible de ces 10 générateurs ainsi que leur degré de vieillissement, qui se traduit par une dimihution des performances au fur et à
mesure de l'utilisation. En effet une mesure simple de tension ne permet pas d'apprécier correctement le taux de charge d'un générateur électrochimique.
Dans le cas d'une batterie d'accumulateurs utilisée dans une caméra vidéo portable, une solution proposée est le contrôle de l'état de charge effectué par une mesure coulométrique qui tient compte de l'autodécharge. Le dispositif associé à la batterie comporte un microcontrôleur 20 4 bits, et il est capable de détecter les fins de charge et de décharge pour se caler. Mais cette solution ne répond qu'en partie au problème posé et ce dispositif est par ailleurs d'un surcoût notable.
D'autre part, il est théoriquement possible de faire 25 fonctionner des applications avec des générateurs électrochimiques de nature ou d'origine différentes. Dans la pratique cela pose de nombreux problèmes liés aux caractéristiques électriques différentes (tension, impédance interne,...) et se traduit souvent par une dégradation des 30 performances du générateur électrochimique, et même parfois par un non fonctionnement. Pour un générateur électrochimique rechargeable les conséquences sont beaucoup plus graves s'il s'agit du chargeur, car un générateur électrochimique rechargeable qui est chargé de facon non 35 appropriée peut être rapidement détérioré entraSnant des
2-122 7~ 6 risques importants concernant la sécurité (explosion, feu,...).
Afin d'éviter la charge de générateurs électrochimiques primaires, on place des détrompeurs 5 mécaniques reconnus par le chargeur qui inhibent la charge.
Des détrompeurs (résistances, diodes,...) destinés à
l'identification du type de générateur afin d'y adapter les conditions de charge sont aussi mentionnés, par exemple dans le brevet américain US-5,200,689. Mais cette technique ne 10 peut ~tre employée que pour une famille de produits pro-venant du même fabricant.
Le brevet JP-4 255 431 propose un chargeur capable de déterminer par une mesure de tension le type de générateur 15 électrochimique rechargeable constituant la batterie pour appliquer ensuite le courant de charge qui convient. Cette méthode n'est applicable qu'à des batteries de générateurs électrochimiques rechargeables dont on connait le nombre d'éléments en série et qui demandent une charge lente. Il 20 est impossible par une simple mesure de tension de déterminer si le générateur électrochimique rechargeable a été conc~u pour supporter une charge en régime rapide.
La demande de brevet européen EP-O 448 755 propose de stocker les informations relatives au type du générateur 25 dans une mémoire RAM non-volatile. Cette mémoire peut être modifiée ou effacée volontairement ou accidentellement ce qui n'autorise plus l'utilisation du générateur dans de bonnes conditions.
Par ailleurs la plupart des systèmes connus, comme par 30 exemple celui décrit dans la demande de brevet W0-92 22099, comporte aussi un microprocesseur qui est un système complexe et coûteux et qui consomme beaucoup d'énergie.
La présente invention concerne en particulier un système permettant à une application d'identifier le type et les caractéristiques des générateurs électrochimiques qui lui sont reliés, sans risquer de perdre de ces informations ,.., - .
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Afin d'éviter la charge de générateurs électrochimiques primaires, on place des détrompeurs 5 mécaniques reconnus par le chargeur qui inhibent la charge.
Des détrompeurs (résistances, diodes,...) destinés à
l'identification du type de générateur afin d'y adapter les conditions de charge sont aussi mentionnés, par exemple dans le brevet américain US-5,200,689. Mais cette technique ne 10 peut ~tre employée que pour une famille de produits pro-venant du même fabricant.
Le brevet JP-4 255 431 propose un chargeur capable de déterminer par une mesure de tension le type de générateur 15 électrochimique rechargeable constituant la batterie pour appliquer ensuite le courant de charge qui convient. Cette méthode n'est applicable qu'à des batteries de générateurs électrochimiques rechargeables dont on connait le nombre d'éléments en série et qui demandent une charge lente. Il 20 est impossible par une simple mesure de tension de déterminer si le générateur électrochimique rechargeable a été conc~u pour supporter une charge en régime rapide.
La demande de brevet européen EP-O 448 755 propose de stocker les informations relatives au type du générateur 25 dans une mémoire RAM non-volatile. Cette mémoire peut être modifiée ou effacée volontairement ou accidentellement ce qui n'autorise plus l'utilisation du générateur dans de bonnes conditions.
Par ailleurs la plupart des systèmes connus, comme par 30 exemple celui décrit dans la demande de brevet W0-92 22099, comporte aussi un microprocesseur qui est un système complexe et coûteux et qui consomme beaucoup d'énergie.
La présente invention concerne en particulier un système permettant à une application d'identifier le type et les caractéristiques des générateurs électrochimiques qui lui sont reliés, sans risquer de perdre de ces informations ,.., - .
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pendant l'utilisation du générateur. Elle concerne en outre un système permettant de connaitre l'état de charge et le degré de vieillissement de ces générateurs, et de gérer les conditions de la décharge et de la recharge de générateurs 5 électrochimiques rechargeables.
L'objet de la présente invention est un système de reconnaissance et de gestion d'un générateur électrochimique relié à une application, caractérisé par le fait qu'il comprend une mémoire électronique associée audit générateur, 10 et un moyen de lecture de ladite mémoire et un moyen d'écriture dans ladite mémoire placés dans ladite application, ladite m~moire électronique comportant une première partie non effaçable contenant des informations permettant l'identification dudit générateur et une seconde 15 partie qui peut être modifiée ou effacée contenant des informations sur le fonctionnement et l'état dudit générateur.
La mémoire électronique comporte une première partie exclusivement destinée à être lue qui contient des données 20 intrinsèques au générateur, et une seconde partie destinée à
être lue, modifiée et effacée pour suivre l'évolution des caractéristiques du générateur au cours de son vieillissement.
La première partie de la mémoire est plus 25 particulièrement destinée à contenir des informations données par le fabricant qui permettent l'identification du générateur électrochimique (description, conditions de fonctionnement, etc...). De préférence ces données sont introduites par le fabricant, dans ce cas la première partie 30 de la mémoire peut être du type ROM (Read Only Memory). Mais des données peuvent ajoutées par l'utilisateur, cette partie de la mémoire est alors de type EPROM (Electrically PROgrammable Memory). On entend par mémoire non effacable que les données contenues dans ces mémoires ne peuvent être 35 effacées volontairement ou accidentellement au cours de leur A
utilisation. Les informations contenues dans ces mémoires ne sont jamais modifiables.
Selon une fonme d'execution ~L~ Lielle de la ~ ~.Le i~-tion, la pn~re p~ie de la m~ire contient sous forme codée 5 au moins une donnée choisie parmi les données suivantes sur le générateur électrochimique:
- nature du couple électrochimique, - tension nominale (V), - capacité nominale (Ah), - rechargeabilité ou non, - seuil de tension m~x;~ et minimum (sécurité), - autod~charge (% par mois), - référence du produit, - nom du fabricant, etc...
15 mais également par exemple pour un générateur rechargeable:
- mode de charge, etc...
La seconde partie de la mémoire contient des informations sur le fonctionnement et l'état du générateur électrochimique. Ces données sont actualisées au fur et à
20 mesure de la vie du générateur. Par l'intermédiaire du générateur cette seconde partie sert à transférer des données de façon bidirectionnelle entre les applications:
chargeur, récepteur mobile, etc... Ici le terme "récepteur"
désigne tout dispositif consommant le courant électrique fourni par le générateur.
Pour cette fonction la mémoire utilisée peut être du type RAM (Random Access Memory) ou EEPROM (Electrically Erasable PROgrammable Memory). L'accès en lecture ou en écriture à cette mémoire peut se faire à travers une liaison 30 en série ou parallèle. Il est également possible d'associer à cette mémoire une horloge en temps réel dans le but de calculer l'autodécharge du générateur.
Selonune autre foIme d'~u-ion ~.ef~ielle de l~invention, la seconde p~ie de la mémoire contient sous forme codée au 35 moins une donnée choisie parmi les données suivantes sur le générateur électrochimique:
~ ~2~ 77 6 - capacité instantanée (au moment de la mesure), - capacité nominale actualisée compte-tenu du vieillissement du générateur, - capacité déchargée cumulée, etc...
5 mais également à titre d'exemple pour un générateur rechargeable:
- nombre de cycles déjà effectués, - date de la dernière charge, etc...
La condition minimum de fonctionnement d'un tel lo système est que les applications aient la capacité de communiquer avec la mémoire.
D'une part, le moyen de lecture permet à l'application de connaitre les données contenues dans la mémoire du générateur électrochimique et d'adapter son fonctionnement.
15 Par exemple, le chargeur utilisant l'invention est ainsi capable de charger avec efficacité et sécurité n'importe quel type de générateur électrochimique rechargeable qu'il a identifié. Le chargeur peut aussi refuser de charger un générateur électrochimique primaire ou un système 20 électrochimique qu'il ne reconnait pas.
D'autre part, le moyen d'écriture permet l'application de modifier les données contenues dans la seconde partie de la mémoire du générateur électrochimique, et d'y introduire des données supplémentaires. Par exemple, 25 la charge terminée, le chargeur inscrit dans la seconde partie de la mémoire la quantité d'électricité introduite dans le générateur électrochimique rechargeable. Pendant la décharge, le récepteur déduit la quantité consommée. A la charge suivante, le chargeur sait par différence quelle 30 quantité d'électricité il doit fournir au générateur.
Avec la seconde partie de la mémoire, il est également possible de suivre l'évolution des caractéristiques des générateurs électrochimiques comme la capacité nominale, l'autodécharge, etc... Pour des générateurs électrochimiques 35 rechargeables par exemple, le chargeur peut effectuer des tests de capacité (décharges profondes) de fa~on périodique ,.....
~ 1~2 7~ ~
et automatique et en inscrire le résultat dans cette partie de la mémoire.
Le système de reconnaissance et de gestion selon l'invention est destiné à la liaison entre des générateurs 5 électrochimiques et un récepteur mobile comme un téléphone portable, un outillage portatif, un jouet, une caméra vidéo portable, un véhicule électrique, etc... Par exemple dans la seconde partie de la mémoire, le récepteur lit la capacité
disponible des générateurs électrochimiques, ensuite il y 10 inscrit la quantité d'électricité consommée et la date de la décharge. Dans le cas des générateurs électrochimiques rechargeables, ces informations permettent à la charge suivante de se réinitialiser correctement.
Le système de reconnaissance et de gestion selon 15 l'invention est également destiné à la liaison entre des générateurs électrochimiques rechargeables et un chargeur.
Le chargeur est équipé d'un microprocesseur qui peut, grâce aux données lues dans la mémoire électronique des générateurs électrochimiques rechargeables, imposer les 20 conditions de charges adéquates. La personalisation de la charge est obtenue par la lecture de la première partie de la mémoire et permet au chargeur d'accepter tout type de générateurs électrochimiques rechargeables. Les informations contenues dans la seconde partie de la mémoire sont 25 modifiées par le chargeur pour y intégrer l'évolution des caractéristiques des générateurs électrochimiques rechargeables à la suite de la charge.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaitront à la lecture des exemples de 30 réalisation qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif, accompagnés des dessins annexés parmi lesquels:
- la figure 1 représente un schéma simplifié d'une batterie de générateurs électrochimiques, dans laquelle est placée une mémoire électronique, reliée à une application, 7 ~ 7 ~
- la figure 2 montre la configuration du système selon l'invention pour le cas d'une liaison entre une batterie de générateur électrochimiques rechargeables et un chargeur, - la figure 3 est analogue à la figure 2 pour le cas 5 d'une liaison entre une batterie de générateurs électrochimiques rechargeables et un radiotéléphone portable.
Une mémoire électronique 2 placée dans une batterie de générateurs électrochimiques 1, comme représenté sur la 10 figure 1, peut être par exemple une mémoire du type "EconoRAM" de la société DALLAS SEMICONDUCTORS. Sa capacité
est de 256 bits dont 32 bits en mémoire type ROM 6 et le reste (224 bits) en mémoire type RAM 7. Cette mémoire électronique 2 se présente sous la forme d'un boitier 15 plastique dont les trois fils émergeant ont les fonctions suivantes: un fil 3 d'alimentation positive, un fil 4 d'entrée/sortie de données en série, et un fil 5 relié à la masse. Les fils 3 et 5 sont connectés aux bornes 8 et 9 d'alimentation de l'application 10, et le fil 4 est relié à
la borne 11. La consommation de la mémoire est de lnA, sa tension d'alimentation est comprise entre 1,2V et 5,5V.
L'affectation des données dans la première partie de type ROM 6 de la mémoire 2 est la suivante:
bits 1 à 3: nature du couple électrochimique (8 possibilités) 0 nickel-cadmium 1 nickel-hydrure 2 nickel-zinc 3 plomb-acide
pendant l'utilisation du générateur. Elle concerne en outre un système permettant de connaitre l'état de charge et le degré de vieillissement de ces générateurs, et de gérer les conditions de la décharge et de la recharge de générateurs 5 électrochimiques rechargeables.
L'objet de la présente invention est un système de reconnaissance et de gestion d'un générateur électrochimique relié à une application, caractérisé par le fait qu'il comprend une mémoire électronique associée audit générateur, 10 et un moyen de lecture de ladite mémoire et un moyen d'écriture dans ladite mémoire placés dans ladite application, ladite m~moire électronique comportant une première partie non effaçable contenant des informations permettant l'identification dudit générateur et une seconde 15 partie qui peut être modifiée ou effacée contenant des informations sur le fonctionnement et l'état dudit générateur.
La mémoire électronique comporte une première partie exclusivement destinée à être lue qui contient des données 20 intrinsèques au générateur, et une seconde partie destinée à
être lue, modifiée et effacée pour suivre l'évolution des caractéristiques du générateur au cours de son vieillissement.
La première partie de la mémoire est plus 25 particulièrement destinée à contenir des informations données par le fabricant qui permettent l'identification du générateur électrochimique (description, conditions de fonctionnement, etc...). De préférence ces données sont introduites par le fabricant, dans ce cas la première partie 30 de la mémoire peut être du type ROM (Read Only Memory). Mais des données peuvent ajoutées par l'utilisateur, cette partie de la mémoire est alors de type EPROM (Electrically PROgrammable Memory). On entend par mémoire non effacable que les données contenues dans ces mémoires ne peuvent être 35 effacées volontairement ou accidentellement au cours de leur A
utilisation. Les informations contenues dans ces mémoires ne sont jamais modifiables.
Selon une fonme d'execution ~L~ Lielle de la ~ ~.Le i~-tion, la pn~re p~ie de la m~ire contient sous forme codée 5 au moins une donnée choisie parmi les données suivantes sur le générateur électrochimique:
- nature du couple électrochimique, - tension nominale (V), - capacité nominale (Ah), - rechargeabilité ou non, - seuil de tension m~x;~ et minimum (sécurité), - autod~charge (% par mois), - référence du produit, - nom du fabricant, etc...
15 mais également par exemple pour un générateur rechargeable:
- mode de charge, etc...
La seconde partie de la mémoire contient des informations sur le fonctionnement et l'état du générateur électrochimique. Ces données sont actualisées au fur et à
20 mesure de la vie du générateur. Par l'intermédiaire du générateur cette seconde partie sert à transférer des données de façon bidirectionnelle entre les applications:
chargeur, récepteur mobile, etc... Ici le terme "récepteur"
désigne tout dispositif consommant le courant électrique fourni par le générateur.
Pour cette fonction la mémoire utilisée peut être du type RAM (Random Access Memory) ou EEPROM (Electrically Erasable PROgrammable Memory). L'accès en lecture ou en écriture à cette mémoire peut se faire à travers une liaison 30 en série ou parallèle. Il est également possible d'associer à cette mémoire une horloge en temps réel dans le but de calculer l'autodécharge du générateur.
Selonune autre foIme d'~u-ion ~.ef~ielle de l~invention, la seconde p~ie de la mémoire contient sous forme codée au 35 moins une donnée choisie parmi les données suivantes sur le générateur électrochimique:
~ ~2~ 77 6 - capacité instantanée (au moment de la mesure), - capacité nominale actualisée compte-tenu du vieillissement du générateur, - capacité déchargée cumulée, etc...
5 mais également à titre d'exemple pour un générateur rechargeable:
- nombre de cycles déjà effectués, - date de la dernière charge, etc...
La condition minimum de fonctionnement d'un tel lo système est que les applications aient la capacité de communiquer avec la mémoire.
D'une part, le moyen de lecture permet à l'application de connaitre les données contenues dans la mémoire du générateur électrochimique et d'adapter son fonctionnement.
15 Par exemple, le chargeur utilisant l'invention est ainsi capable de charger avec efficacité et sécurité n'importe quel type de générateur électrochimique rechargeable qu'il a identifié. Le chargeur peut aussi refuser de charger un générateur électrochimique primaire ou un système 20 électrochimique qu'il ne reconnait pas.
D'autre part, le moyen d'écriture permet l'application de modifier les données contenues dans la seconde partie de la mémoire du générateur électrochimique, et d'y introduire des données supplémentaires. Par exemple, 25 la charge terminée, le chargeur inscrit dans la seconde partie de la mémoire la quantité d'électricité introduite dans le générateur électrochimique rechargeable. Pendant la décharge, le récepteur déduit la quantité consommée. A la charge suivante, le chargeur sait par différence quelle 30 quantité d'électricité il doit fournir au générateur.
Avec la seconde partie de la mémoire, il est également possible de suivre l'évolution des caractéristiques des générateurs électrochimiques comme la capacité nominale, l'autodécharge, etc... Pour des générateurs électrochimiques 35 rechargeables par exemple, le chargeur peut effectuer des tests de capacité (décharges profondes) de fa~on périodique ,.....
~ 1~2 7~ ~
et automatique et en inscrire le résultat dans cette partie de la mémoire.
Le système de reconnaissance et de gestion selon l'invention est destiné à la liaison entre des générateurs 5 électrochimiques et un récepteur mobile comme un téléphone portable, un outillage portatif, un jouet, une caméra vidéo portable, un véhicule électrique, etc... Par exemple dans la seconde partie de la mémoire, le récepteur lit la capacité
disponible des générateurs électrochimiques, ensuite il y 10 inscrit la quantité d'électricité consommée et la date de la décharge. Dans le cas des générateurs électrochimiques rechargeables, ces informations permettent à la charge suivante de se réinitialiser correctement.
Le système de reconnaissance et de gestion selon 15 l'invention est également destiné à la liaison entre des générateurs électrochimiques rechargeables et un chargeur.
Le chargeur est équipé d'un microprocesseur qui peut, grâce aux données lues dans la mémoire électronique des générateurs électrochimiques rechargeables, imposer les 20 conditions de charges adéquates. La personalisation de la charge est obtenue par la lecture de la première partie de la mémoire et permet au chargeur d'accepter tout type de générateurs électrochimiques rechargeables. Les informations contenues dans la seconde partie de la mémoire sont 25 modifiées par le chargeur pour y intégrer l'évolution des caractéristiques des générateurs électrochimiques rechargeables à la suite de la charge.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaitront à la lecture des exemples de 30 réalisation qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif, accompagnés des dessins annexés parmi lesquels:
- la figure 1 représente un schéma simplifié d'une batterie de générateurs électrochimiques, dans laquelle est placée une mémoire électronique, reliée à une application, 7 ~ 7 ~
- la figure 2 montre la configuration du système selon l'invention pour le cas d'une liaison entre une batterie de générateur électrochimiques rechargeables et un chargeur, - la figure 3 est analogue à la figure 2 pour le cas 5 d'une liaison entre une batterie de générateurs électrochimiques rechargeables et un radiotéléphone portable.
Une mémoire électronique 2 placée dans une batterie de générateurs électrochimiques 1, comme représenté sur la 10 figure 1, peut être par exemple une mémoire du type "EconoRAM" de la société DALLAS SEMICONDUCTORS. Sa capacité
est de 256 bits dont 32 bits en mémoire type ROM 6 et le reste (224 bits) en mémoire type RAM 7. Cette mémoire électronique 2 se présente sous la forme d'un boitier 15 plastique dont les trois fils émergeant ont les fonctions suivantes: un fil 3 d'alimentation positive, un fil 4 d'entrée/sortie de données en série, et un fil 5 relié à la masse. Les fils 3 et 5 sont connectés aux bornes 8 et 9 d'alimentation de l'application 10, et le fil 4 est relié à
la borne 11. La consommation de la mémoire est de lnA, sa tension d'alimentation est comprise entre 1,2V et 5,5V.
L'affectation des données dans la première partie de type ROM 6 de la mémoire 2 est la suivante:
bits 1 à 3: nature du couple électrochimique (8 possibilités) 0 nickel-cadmium 1 nickel-hydrure 2 nickel-zinc 3 plomb-acide
4 zinc-bioxyde de manganèse alcalin
5 à 7 générateurs au lithium bit 4: rechargeabilité du générateur o non rechageable 1 rechargeable 35 bits 5 à 8: nombre de cellules dans la batterie (de 1 à 16) A
~' bits 9 à 16: tension par élément (de lV à 4V, par pas de 12mV), ce qui représente 8 bits soit 255 combinaisons utilisables;
la tension des éléments u en volts s'exprime alors par la formule:
U=l+x(3/255) avec O ~ x ~ 255 bits 17 à 24: capacité de l'élément C, de même:
(de 5OmAh à 12,8Ah, par pas de 5OmAh) C(mAh)=50+x50 avec O ~ x ~ 255 10 bits 25 et 26: régime de charge admis 1 c/5 15 bits 27 et 28: mode de charge O courant constant 1 tension constante 2 courant pulsé
3 autre mode 20 bits 29 à 32: code fabricant (16 possibilités) D'autres données, comme les seuils de sécurité en tension, température, et temps, pourraient être également introduites en remplacement de certaines données qui précèdent, ou bien simplement ajoutées dans le cas où on 25 utilise une mémoire ROM de capacité supérieure.
L'affectation des données dans la seconde partie de type RAM 7 de la mémoire est la suivante:
bits 33 à 40: nombre de charges complètes effectuées depuis la mise en service (de O à 2550) N=xlO avec O ~ x ~ 2S5 bits 41 à 48: capacité disponible à l'état chargé
(elle varie avec le vieillissement) Q(mAh)=50+x50 avec O ~ x ~ 255 bits 49 à 56: capacité disponible (état de charge) D(mAh)=50+x50 avec O < x ~ 255 bits 57 à 64: capacité cumulée depuis la mise en ,,, ~
9 ~ ~ 2 ~ 7 7 ~
service K(mAh)=50+x50 avec 0 ~ x ~ 255 bits 65 à 71: autodécharge (% par mois, de 1 à 127%) bits 72 à 85: date de la dernière charge compl~te bits 72 à 76: jour 1 à 31 bits 77 à 80: mois 1 à 12 bits 81 à 85: année 1993 à 2024 bits 86 à 255:libres pour d'autres applications Comme illustré par la figure 2, une mémoire 2, analogue à celle décrite précédemment, est plac~e dans une batterie de générateurs électrochimiques rechargeables, composée de 6 accumulateurs nickel-cadmium cylindriques spiralés de format AA (diamètre: 14,3mm , hauteur: 50,3mm ), 15 référence VR de la société SAFT.
Dans ce cas le contenu de la première partie ROM 6 de la mémoire 2 est le suivant:
bits 1 à 3 000 nickel-cadmium bit 4 1 rechargeable 20 bits 5 à 8 110 6 éléments bits 9 à 16 00010001 1,2 Volts/accumulateur bits 17 à 24 00001010 550mAh bits 25 et 26 10 courant de charge C
bits 27 et 28 oo courant constant 25 bits 29 à 32 OoO0 SAFT
La seconde partie RAM 7 sera gérée au cours de l'utilisation par un chargeur et un récepteur.
La batterie 17 de générateurs électrochimiques rechargeables est reliée à un chargeur 10. Ce chargeur 10 30 est équipé d'un microprocesseur 11 qui utilise les informations contenues dans la mémoire 2 de la batterie 17 pour configurer le module 12 de régulation du courant. Cette configuration porte sur les données contenue dans la partie ROM 6 de la mémoire 2 comme:
- le courant de charge (C), ~-q 2 ~ 7 7 - la fixation des seuils de sécurité en tension, en température et en temps, - le mode de charge: courant constant, etc...
et les données contenues dans la partie RAM 7 de la 5 mémoire 2 comme:
- - la capacité nominale actualisée, - le nombre de cycles, - la date de la dernière charge, etc La capacité instantanée est d'abord mesurée par 10 méthode coulométrique, puis enregistrée cycliquement par le microprocesseur 11, et enfin transférée dans la seconde partie 7 de la mémoire 2 de la batterie 17.
Le microprocesseur 11 possède:
- un convertisseur de données analogiques en données digitales, permettant de lire et d'écrire les données analogiques nécessaires à la gestion de la charge (température, tension), - un compteur de temps pour la gestion du temps de charge, - une sécurité (chien de garde), - une entrée réception 13 (RXD) et transmission 14 (TXD), - une partie ROM 15 et une partie RAM 16 pour le traitement du logiciel, - et le microprocesseur est piloté par une horloge à
1 lMHZ .
Le microprocesseur peut être par exemple le circuit de référence ST6210 de la société S~S THOMSON qui comporte 8 bits.
Une batterie 17 de générateurs électrochimiques rechargeables comportant une mémoire électronique 2, analogue à celle décrite dans l'exemple 1, est reliée aux bornes d'alimentation 8 et 9 d'un radiotéléphone portable 20 35 de type G5M (Global ~ystem for Mobile Communications) comme 7 7 ~
le montre la figure 3. Ce radiotéléphone 20 est équipé d'un microprocesseur 21 qui dialogue avec la mémoire 2 de la batterie 17 en y inscrivant la quantité d'électricité
consommée et la date de la fin de la décharge. Le 5 microprocesseur peut être du type 93C101 de la société
PHILIPS.
Les informations inscrites par le microprocesseur dans la mémoire de la batterie permettent à la charge suivante au chargeur 10, analogue à celui décrit dans l'exemple 3, de 10 calculer la guantité d'électricité nécessaire à la recharge complète de la batterie 17. Dans ce cas, le chargeur peut être intégré dans le radiotéléphone.
Une mémoire, analogue à celle décrite précédemment, 15 est placée dans une batterie de générateurs électrochimiques primaires composée de 5 piles cylindriques zinc-bioxyde de manganèse à électrolyte alcalin de format R14 (hauteur:
50mm, diamètre: 26mm), référence MN 1400 de la société
DURACELL.
Dans ce cas le contenu de la première partie ROM de la mémoire est le suivant:
bits 1 à 3 010 Zn-MnO2 alcalin bit 4 0 primaire bits 5 à 8 0101 5 éléments 25 bits 9 à 16 00101010 1,5 Volts/pile bits 17 à 24 01101101 5500mAh bits 25 et 26 non utilisés bits 27 et 28 non utilisés bits 29 à 32 0001 DURACELL
La seconde partie RAM 7 sera gérée au cours de l'utilisation par un récepteur.
La batterie de générateurs électrochimiques primaires est reliée aux bornes d'alimentation d'une caméra vidéo portable équipée d'un microprocesseur qui dialogue avec la 35 mémoire de la batterie en y inscrivant la quantité
12 2~ 7 ~ ~
d'électricité consommée et la date de la fin de la décharge.
A la décharge suivante, les informations inscrites par le microprocesseur dans la mémoire de la batterie permettent à
la caméra de connaltre la quantité d'électricité encore 5 disponible.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est suceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. En particulier, on pourra sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen par un moyen équivalent.
~' bits 9 à 16: tension par élément (de lV à 4V, par pas de 12mV), ce qui représente 8 bits soit 255 combinaisons utilisables;
la tension des éléments u en volts s'exprime alors par la formule:
U=l+x(3/255) avec O ~ x ~ 255 bits 17 à 24: capacité de l'élément C, de même:
(de 5OmAh à 12,8Ah, par pas de 5OmAh) C(mAh)=50+x50 avec O ~ x ~ 255 10 bits 25 et 26: régime de charge admis 1 c/5 15 bits 27 et 28: mode de charge O courant constant 1 tension constante 2 courant pulsé
3 autre mode 20 bits 29 à 32: code fabricant (16 possibilités) D'autres données, comme les seuils de sécurité en tension, température, et temps, pourraient être également introduites en remplacement de certaines données qui précèdent, ou bien simplement ajoutées dans le cas où on 25 utilise une mémoire ROM de capacité supérieure.
L'affectation des données dans la seconde partie de type RAM 7 de la mémoire est la suivante:
bits 33 à 40: nombre de charges complètes effectuées depuis la mise en service (de O à 2550) N=xlO avec O ~ x ~ 2S5 bits 41 à 48: capacité disponible à l'état chargé
(elle varie avec le vieillissement) Q(mAh)=50+x50 avec O ~ x ~ 255 bits 49 à 56: capacité disponible (état de charge) D(mAh)=50+x50 avec O < x ~ 255 bits 57 à 64: capacité cumulée depuis la mise en ,,, ~
9 ~ ~ 2 ~ 7 7 ~
service K(mAh)=50+x50 avec 0 ~ x ~ 255 bits 65 à 71: autodécharge (% par mois, de 1 à 127%) bits 72 à 85: date de la dernière charge compl~te bits 72 à 76: jour 1 à 31 bits 77 à 80: mois 1 à 12 bits 81 à 85: année 1993 à 2024 bits 86 à 255:libres pour d'autres applications Comme illustré par la figure 2, une mémoire 2, analogue à celle décrite précédemment, est plac~e dans une batterie de générateurs électrochimiques rechargeables, composée de 6 accumulateurs nickel-cadmium cylindriques spiralés de format AA (diamètre: 14,3mm , hauteur: 50,3mm ), 15 référence VR de la société SAFT.
Dans ce cas le contenu de la première partie ROM 6 de la mémoire 2 est le suivant:
bits 1 à 3 000 nickel-cadmium bit 4 1 rechargeable 20 bits 5 à 8 110 6 éléments bits 9 à 16 00010001 1,2 Volts/accumulateur bits 17 à 24 00001010 550mAh bits 25 et 26 10 courant de charge C
bits 27 et 28 oo courant constant 25 bits 29 à 32 OoO0 SAFT
La seconde partie RAM 7 sera gérée au cours de l'utilisation par un chargeur et un récepteur.
La batterie 17 de générateurs électrochimiques rechargeables est reliée à un chargeur 10. Ce chargeur 10 30 est équipé d'un microprocesseur 11 qui utilise les informations contenues dans la mémoire 2 de la batterie 17 pour configurer le module 12 de régulation du courant. Cette configuration porte sur les données contenue dans la partie ROM 6 de la mémoire 2 comme:
- le courant de charge (C), ~-q 2 ~ 7 7 - la fixation des seuils de sécurité en tension, en température et en temps, - le mode de charge: courant constant, etc...
et les données contenues dans la partie RAM 7 de la 5 mémoire 2 comme:
- - la capacité nominale actualisée, - le nombre de cycles, - la date de la dernière charge, etc La capacité instantanée est d'abord mesurée par 10 méthode coulométrique, puis enregistrée cycliquement par le microprocesseur 11, et enfin transférée dans la seconde partie 7 de la mémoire 2 de la batterie 17.
Le microprocesseur 11 possède:
- un convertisseur de données analogiques en données digitales, permettant de lire et d'écrire les données analogiques nécessaires à la gestion de la charge (température, tension), - un compteur de temps pour la gestion du temps de charge, - une sécurité (chien de garde), - une entrée réception 13 (RXD) et transmission 14 (TXD), - une partie ROM 15 et une partie RAM 16 pour le traitement du logiciel, - et le microprocesseur est piloté par une horloge à
1 lMHZ .
Le microprocesseur peut être par exemple le circuit de référence ST6210 de la société S~S THOMSON qui comporte 8 bits.
Une batterie 17 de générateurs électrochimiques rechargeables comportant une mémoire électronique 2, analogue à celle décrite dans l'exemple 1, est reliée aux bornes d'alimentation 8 et 9 d'un radiotéléphone portable 20 35 de type G5M (Global ~ystem for Mobile Communications) comme 7 7 ~
le montre la figure 3. Ce radiotéléphone 20 est équipé d'un microprocesseur 21 qui dialogue avec la mémoire 2 de la batterie 17 en y inscrivant la quantité d'électricité
consommée et la date de la fin de la décharge. Le 5 microprocesseur peut être du type 93C101 de la société
PHILIPS.
Les informations inscrites par le microprocesseur dans la mémoire de la batterie permettent à la charge suivante au chargeur 10, analogue à celui décrit dans l'exemple 3, de 10 calculer la guantité d'électricité nécessaire à la recharge complète de la batterie 17. Dans ce cas, le chargeur peut être intégré dans le radiotéléphone.
Une mémoire, analogue à celle décrite précédemment, 15 est placée dans une batterie de générateurs électrochimiques primaires composée de 5 piles cylindriques zinc-bioxyde de manganèse à électrolyte alcalin de format R14 (hauteur:
50mm, diamètre: 26mm), référence MN 1400 de la société
DURACELL.
Dans ce cas le contenu de la première partie ROM de la mémoire est le suivant:
bits 1 à 3 010 Zn-MnO2 alcalin bit 4 0 primaire bits 5 à 8 0101 5 éléments 25 bits 9 à 16 00101010 1,5 Volts/pile bits 17 à 24 01101101 5500mAh bits 25 et 26 non utilisés bits 27 et 28 non utilisés bits 29 à 32 0001 DURACELL
La seconde partie RAM 7 sera gérée au cours de l'utilisation par un récepteur.
La batterie de générateurs électrochimiques primaires est reliée aux bornes d'alimentation d'une caméra vidéo portable équipée d'un microprocesseur qui dialogue avec la 35 mémoire de la batterie en y inscrivant la quantité
12 2~ 7 ~ ~
d'électricité consommée et la date de la fin de la décharge.
A la décharge suivante, les informations inscrites par le microprocesseur dans la mémoire de la batterie permettent à
la caméra de connaltre la quantité d'électricité encore 5 disponible.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est suceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. En particulier, on pourra sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen par un moyen équivalent.
Claims (9)
1./ Système de reconnaissance et de gestion d'un générateur électrochimique relié à une application, caractérisé par le fait qu'il comprend une mémoire électronique associée audit générateur, et un moyen de lecture de ladite mémoire et un moyen d'écriture dans ladite mémoire placés dans ladite application, ladite mémoire électronique comportant une première partie non effaçable contenant des informations permettant l'identification dudit générateur et une seconde partie qui peut être modifiée ou effacée contenant des informations sur le fonctionnement et l'état dudit générateur.
2./ Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite première partie de la mémoire contient des données introduites par le fabricant.
3./ Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite première partie de la mémoire contient des données introduites par l'utilisateur.
4./ Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite première partie de la mémoire dudit générateur électrochimique contient au moins une donnée choisie parmi les données suivantes:
- nature du couple électrochimique, - tension nominale, - capacité nominale, - rechargeabilité, - seuil de tension maximum et minimum, - autodécharge, - référence du produit, - nom du fabricant.
- nature du couple électrochimique, - tension nominale, - capacité nominale, - rechargeabilité, - seuil de tension maximum et minimum, - autodécharge, - référence du produit, - nom du fabricant.
5./ Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite seconde partie de la mémoire dudit générateur électrochimique contient au moins une donnée choisie parmi les données suivantes:
- capacité instantanée, - capacité nominale actualisée, - capacité déchargée cumulée.
- capacité instantanée, - capacité nominale actualisée, - capacité déchargée cumulée.
6./ Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen de lecture permet à l'application de connaître les données contenues dans ladite mémoire et d'adapter son fonctionnement.
7./ Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen d'écriture permet à l'application de modifier les données contenues dans ladite seconde partie de la mémoire, et d'y introduire des données supplémentaires.
8./ Système selon la revendication 1, où ladite application est choisie parmi les récepteurs mobiles consommant le courant fourni par lesdits générateurs électrochimiques.
9./ Système selon la revendication 1, où ladite application est un chargeur et lesdits générateurs électrochimiques sont choisis parmi les générateurs électrochimiques rechargeables.
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