Paramètres indicateurs de l'état de charge d'une batterie
Définition : État de charge
L'état de charge est le niveau de charge d'une batterie électrique par rapport à sa capacité. Les unités du l'état de charge sont des points de pourcentage (0 % = vide ; 100 % = plein). Une autre forme de la même mesure est la profondeur de décharge, l'inverse de l'état de charge (100 % = vide ; 0 % = plein). L'état de charge est normalement utilisé pour discuter de l'état actuel d'une batterie en cours d'utilisation, tandis que la profondeur de décharge est le plus souvent utilisé pour discuter de la durée de vie de la batterie après une utilisation répétée.
Habituellement, l'état de charge ne peut pas être mesuré directement, mais il existe cinq méthodes pour déterminer l'état de charge indirectement.
Méthode chimique
Cette méthode ne fonctionne qu'avec des batteries qui permettent d'accéder à un électrolyte liquide, telles que les batteries plomb-acide non scellées. La densité ou le pH de l'électrolyte peut être utilisé pour faire référence au l'état de charge de la batterie.
Les hydromètres sont utilisés pour calculer la gravité spécifique d'une batterie. Pour trouver la densité, il faut mesurer le volume de l'électrolyte et le peser. La densité est alors donnée par (masse d'électrolyte [g] / volume d'électrolyte [ml]) / (densité d'eau, soit 1 g / 1 ml).
Méthode de tension
Cette méthode convertit une lecture de la tension de la batterie en SoC[1], en utilisant la courbe de décharge connue (tension vs. SoC[1]) de la batterie. Cependant, la tension est plus significativement affectée par le courant de la batterie (en raison de la cinétique électrochimique de la batterie) et la température. Cette méthode peut être rendue plus précise en compensant la lecture de tension par un terme de correction proportionnel au courant de la batterie et en utilisant une table de correspondance de la tension en circuit ouvert de la batterie en fonction de la température.
Méthode d'intégration du courant
Cette méthode, également appelée « comptage de coulombs », calcule le SoC en mesurant le courant de la batterie et en l'intégrant dans le temps. Aucune mesure ne pouvant être parfaite, cette méthode souffre d'une dérive à long terme et d'un manque de point de référence : par conséquent, le SoC doit être recalibré régulièrement, par exemple en réinitialisant le SoC à 100 % lorsqu'un chargeur détermine que la batterie est complètement chargée
Filtrage de Kalman
Pour pallier les inconvénients de la méthode de tension et de la méthode d'intégration de courant, un filtre de Kalman peut être utilisé. La batterie peut être modélisée avec un modèle électrique que le filtre de Kalman va utiliser pour prédire la surtension, due au courant. En combinaison avec le comptage coulomb, il peut faire une estimation précise de l'état de charge. La force d'un filtre de Kalman est qu'il est capable d'ajuster sa confiance sur la tension de la batterie et le comptage de coulombs en temps réel.
Méthode de pression
Cette méthode peut être utilisée avec certaines batteries NiHM, dont la pression interne augmente rapidement lorsque la batterie est chargée. Plus communément, un pressostat indique si la batterie est complètement chargée.