Dans le monde des batteries, il existe des batteries avec circuit de surveillance et d'autres qui n'en sont pas équipées. La batterie au lithium est considérée comme intelligente car elle contient un circuit imprimé qui contrôle ses performances. En revanche, une batterie au plomb-acide scellée standard ne possède aucun circuit de contrôle permettant d'optimiser ses performances.
Dans un batterie au lithium intelligenteIl existe trois niveaux de contrôle principaux. Le premier niveau est un simple équilibrage qui optimise la tension des cellules. Le deuxième niveau est un module de circuit de protection (PCM) qui protège les cellules contre les surtensions et les sous-tensions, ainsi que les surintensités, pendant la charge et la décharge. Le troisième niveau est un système de gestion de batterie (BMS). Le BMS possède toutes les fonctionnalités du circuit d'équilibrage et du module de circuit de protection, et y ajoute des fonctions permettant d'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 général).
CIRCUIT D'ÉQUILIBRAGE AU LITHIUM
Dans une batterie équipée d'une puce d'équilibrage, cette dernière égalise les tensions des cellules individuelles pendant la charge. Une batterie est considérée comme équilibrée lorsque les tensions de toutes ses cellules sont très proches les unes des autres. Il existe deux types d'équilibrage : actif et passif. L'équilibrage actif consiste à utiliser des cellules à tension élevée pour charger celles à tension plus basse, réduisant ainsi l'écart de tension entre les cellules 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 au lithium Power Sonic, repose sur l'ajout d'une résistance en parallèle à chaque cellule. Cette résistance s'active lorsque la tension de la cellule dépasse un certain seuil, ce qui réduit le courant de charge dans les cellules à tension élevée et permet aux autres cellules de rattraper leur retard.
Pourquoi l'équilibrage des cellules est-il important ? Dans les batteries au lithium, dès que la cellule ayant la tension la plus basse atteint le seuil de décharge, la batterie entière s'arrête. Cela peut signifier que certaines cellules contiennent encore de l'énergie. De même, si les cellules ne sont pas équilibrées lors de la charge, celle-ci sera interrompue dès que la cellule ayant la tension la plus élevée atteindra le seuil de décharge, et toutes les cellules ne seront pas complètement chargées.
Quel est le problème ? Charger et décharger continuellement une batterie déséquilibrée réduit 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 empêcher la batterie d'atteindre 100 % de sa capacité.
En théorie, les cellules équilibrées se déchargent toutes à la même vitesse et se coupent donc à la même tension. Ce n'est pas toujours le cas ; c'est pourquoi une puce d'équilibrage permet, lors de la charge, d'apparier parfaitement les cellules afin de préserver la capacité de la batterie et d'assurer une charge complète.
MODULE DE CIRCUIT DE PROTECTION AU LITHIUM
Un module de circuit de protection comprend un circuit d'équilibrage et des circuits additionnels qui contrôlent les paramètres de la batterie en la protégeant contre la surcharge et la décharge excessive. Il surveille le courant, la tension et la température pendant la charge et la décharge et les compare à des limites prédéfinies. Si l'une des cellules de la batterie atteint l'une de ces limites, la batterie interrompt la charge ou la décharge jusqu'à ce que le seuil de déclenchement soit atteint.
Il existe plusieurs façons de réactiver la charge ou la décharge après le déclenchement de la protection. La première est basée sur le temps : un minuteur décompte un court laps de temps (par exemple, 30 secondes) avant de désactiver la protection. La durée de ce minuteur peut varier selon le type de protection, qui est à un seul niveau.
La seconde méthode est basée sur une valeur limite : celle-ci doit descendre en dessous d'un seuil pour être désactivée. Par exemple, la tension de chaque élément doit chuter en dessous de 3,6 volts pour que la protection contre la surcharge soit désactivée. Cela peut se produire immédiatement une fois la condition de déclenchement remplie, ou après un délai prédéterminé. Dans ce cas, la tension de chaque élément doit chuter en dessous de 3,6 volts pour que la protection contre la surcharge soit activée et rester inférieure à cette limite pendant 6 secondes avant que le calculateur de gestion moteur (PCM) ne désactive la protection.
Le troisième type de déclenchement est basé sur l'activité : une action est nécessaire pour désactiver la protection. Par exemple, il peut s'agir de débrancher la charge ou de recharger l'appareil. Tout comme le déclenchement basé sur une valeur, ce déclenchement peut être immédiat ou différé. Dans ce cas, la charge peut devoir être débranchée de la batterie pendant 30 secondes avant que la protection ne soit désactivée. Outre les déclenchements basés sur le temps et la valeur, ou sur l'activité et le temps, il est important de noter que ces méthodes de déclenchement peuvent se combiner de différentes manières. Par exemple, la tension de déclenchement en cas de décharge excessive peut être atteinte lorsque la tension des cellules descend en dessous de 2,5 volts, mais une charge de 10 secondes est nécessaire pour atteindre cette tension. Ce type de déclenchement englobe les trois types existants.
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Date de publication : 29 avril 2024
