Dans le monde des batteries, certaines sont équipées de circuits de surveillance, d'autres non. La batterie au lithium est considérée comme intelligente car elle contient un circuit imprimé qui contrôle ses performances. En revanche, une batterie plomb-acide scellée standard ne dispose d'aucun circuit imprimé pour optimiser ses performances.
Dans un batterie au lithium intelligenteIl existe trois niveaux de contrôle de base. Le premier est un simple équilibrage qui optimise la tension des cellules. Le deuxième niveau est un module de protection (PCM) qui protège les cellules contre les tensions et courants élevés/faibles pendant la charge et la décharge. Le troisième niveau est un système de gestion de batterie (BMS). Ce BMS possède toutes les fonctionnalités du circuit d'équilibrage et du module de protection, mais offre des fonctionnalités supplémentaires pour optimiser les performances de la batterie tout au long de sa durée de vie (comme la surveillance de l'état de charge et de l'état de santé).
CIRCUIT D'ÉQUILIBRAGE AU LITHIUM
Dans une batterie équipée d'une puce d'équilibrage, celle-ci équilibre simplement les tensions de chaque cellule pendant la charge. Une batterie est considérée comme équilibrée lorsque les tensions de toutes les cellules se situent dans une faible tolérance. Il existe deux types d'équilibrage : actif et passif. L'équilibrage actif consiste à utiliser des cellules à haute tension pour charger des cellules à basse tension, réduisant ainsi la différence de tension entre elles jusqu'à ce que toutes les cellules soient parfaitement équilibrées et que la batterie soit complètement chargée. L'équilibrage passif, utilisé sur toutes les batteries lithium Power Sonic, consiste à connecter chaque cellule à une résistance en parallèle qui s'active lorsque sa tension dépasse un seuil. Cela réduit le courant de charge dans les cellules à haute tension, permettant ainsi aux autres cellules de rattraper leur retard.
Pourquoi l'équilibrage des cellules est-il important ? Dans les batteries au lithium, dès que la cellule dont la tension est la plus basse atteint la tension de coupure, la batterie entière s'arrête. Cela peut signifier que certaines cellules ont de l'énergie inutilisée. De même, si les cellules ne sont pas équilibrées lors de la charge, celle-ci sera interrompue dès que la cellule dont la tension est la plus élevée atteindra la tension de coupure, et toutes les cellules ne seront pas complètement chargées.
Quel est le problème ? Charger et décharger continuellement une batterie déséquilibrée diminue sa capacité au fil du temps. Cela signifie également que certaines cellules seront complètement chargées, tandis que d'autres ne le seront pas, ce qui peut entraîner une batterie qui n'atteindra jamais 100 % de charge.
La théorie veut que les cellules équilibrées se déchargent toutes à la même vitesse et se coupent donc à la même tension. Ce n'est pas toujours vrai ; l'utilisation d'une puce d'équilibrage garantit donc que, lors de la charge, les cellules de la batterie sont parfaitement appariées afin de préserver la capacité de la batterie et d'assurer sa pleine charge.
MODULE DE CIRCUIT DE PROTECTION AU LITHIUM
Un module de protection comprend un circuit d'équilibrage et des circuits supplémentaires qui contrôlent les paramètres de la batterie en la protégeant contre les surcharges et les décharges excessives. Pour ce faire, il surveille le courant, la tension et la température pendant la charge et la décharge, et les compare à des limites prédéterminées. Si l'une des cellules de la batterie atteint l'une de ces limites, la batterie arrête la charge ou la décharge jusqu'à ce que la méthode de libération soit satisfaite.
Il existe plusieurs façons de réactiver la charge ou la décharge après le déclenchement de la protection. La première est basée sur le temps : une minuterie compte pendant une courte durée (par exemple, 30 secondes) puis déclenche la protection. Cette minuterie peut varier pour chaque protection et est à un seul niveau.
La seconde est basée sur la valeur, où la valeur doit descendre sous un seuil pour être activée. Par exemple, les tensions doivent toutes descendre sous 3,6 volts par cellule pour que la protection contre la surcharge soit activée. Cela peut se produire immédiatement une fois la condition de déclenchement remplie. Cela peut également se produire après un délai prédéterminé. Par exemple, les tensions doivent toutes descendre sous 3,6 volts par cellule pour que la protection contre la surcharge soit activée et doivent rester inférieures à cette limite pendant 6 secondes avant que le PCM ne la désactive.
La troisième méthode est basée sur l'activité, où une action doit être effectuée pour libérer la protection. Par exemple, il peut s'agir de supprimer la charge ou d'appliquer une charge. Tout comme la libération de la protection basée sur la valeur, cette libération peut être immédiate ou temporelle. Cela signifie que la charge doit être retirée de la batterie pendant 30 secondes avant que la protection ne soit libérée. Outre les libérations basées sur le temps et la valeur ou sur l'activité et le temps, il est important de noter que ces méthodes de libération peuvent se produire dans d'autres combinaisons. Par exemple, la tension de libération en cas de décharge excessive peut se produire lorsque les cellules sont tombées en dessous de 2,5 volts, mais une charge de 10 secondes est nécessaire pour atteindre cette tension. Ce type de libération couvre les trois types de libération.
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Date de publication : 29 avril 2024
