Projets:Etude-Batterie-Lipo

Description du projet

Le but de cette étude est savoir quelle type de batterie l'on possède. Pour indiquer à l'utilisateur quel type de chargeur utiliser pour la recharger.

Avec ou sans dispositif de contrôle de charge intégré (B.M.S.; pour "Battery Management Sytem").

Analyse de l'existant

Il existe un réel problème sur la méthode de charge employée pour charger ces accumulateurs. En effet, comme il existe deux types de produit, il faut posséder deux types de chargeur. Chargeur pour batteries possédant un BMS et chargeur pour batteries n'en possédant pas.

Principes Dispositif BMS

Le dispositif BMS est un dispositif qui contrôle à la fois la charge de la batterie et la décharge de la batterie. Il contrôle aussi son courant de décharge afin de la préserver au mieux.

Charge de la batterie

Le BMS contrôle la tension et arrête la charge lorsque que la tension est arrivée à 4,20 volts aux bornes de la batterie.

Décharge de la batterie

Le BMS contrôle en permanence la tension aux bornes de la batterie lorsqu'elle alimente le montage. Lorsque la tension aux bornes de la batterie descend en dessous d'un certain seuil (3V), Le BMS coupe la tension aux bornes de la batterie pour la protéger.

Une batterie qui a été utilisée avec une tension en dessous de ce seuil, perd une grande partie de ses performance voir HS.

Courant de décharge

Le BMS contrôle le courant qui sort de la batterie, le courant consommé par le montage Le BMS coupe la tension aux bornes de la batterie lorsqu'il dépasse le courant maximum de la batterie.

Une batterie qui a été utilisée en dépassant son courant maximum, surchauffe et perd de sa capacité.

Notes

Le BMS ne contrôle pas le courant qui circule dans la charge de la batterie en son absence, c'est aux dispositifs extérieur de le faire.

Comment déterminer le type de batterie?

Deux méthodes sont possibles:

1ere Méthode

On enlève la protection adhésif qui entoure la batterie et si on cherche si il y a un dispositif électronique placé entre les bornes de la batterie et les fils (rouge et noir) de sortie. Si le dispositif est présent c'est une batterie avec BMS. En l'absence du dispositif c'est une batterie sans BMS.

Batterie de Gauche Avec BMS, Batterie de Droite Sans BMS

Batterie de Gauche Avec BMS, Batterie de Droite Sans BMS

2eme Méthode

On utilise une alimentation de laboratoire dont règle la tension de sortie sur 5 Volts et l'intensité maximum sur l'intensité correspondants aux caractéristiques de la batterie.

500mA par exemple.

On met sous tension la batterie avec cette alimentation de laboratoire en respectant les polarités.

Et on observe les afficheurs de l'alimentation au bout d'une heure si la batterie était complètement déchargée, 1/2 heure sinon.

1er Cas

L'intensité qui circule dans la batterie est celle initialement réglée au départ (500 mA) et la tension est maintenant proche ou légèrement supérieur à 4,20 Volts.

Dans ce cas, la batterie est vraisemblablement une batterie sans BMS.

2ème Cas

L'intensité est retombée à 0 et la tension affichée est à 5 volts.

Dans ce cas la batterie possède, c'est sans équivoque, un sytème BMS.

Méthode charge

Maintenant que l'on a déterminée le type de batterie (BMS ou NON), on peut appliquer la bonne méthode de charge.

Il faut trouver une méthode de charge ou chargeur qui respecte les caractéristiques de la batterie et permette une charge optimale.

Un chargeur pour les batteries sans BMS et un chargeur pour les batteries avec BMS.

Le tableau récapitule la meilleure association Batterie/Chargeur

Risque encourue en cas de dispositif non adapté

Sur-Charge

Si il n'existe pas de dispositif de contrôle de fin de charge et si l'intensité de charge est trop élevé :

Destruction de batterie par explosion , pour cela que ces batteries Lipo sont entourées de scotch armé.

Sous-Charge

Si il n'existe pas de dispositif de contrôle de fin de charge et si l'intensité de charge est trop faible.

Lorsque la batterie qui comporte un BMS est chargé par un système qui lui aussi possède un dispositif de contrôle de charge,

il y a un risque que le système du chargeur entre en fonctionnement avant celui de la batterie arrêtant.

La charge de manière prématuré et donc une charge incomplète.

Matériel nécessaire

• Batterie BMS Lipo

Conclusion

Dans les modules autonomes de type Adafruit ou autres modules pour Arduino et autre , il est regrettable qu'ils soient associés, sur la plupart des images, à des batterie de type Lipo comportant un BMS. Tous ces modules disposent d'un chargeur adapté aux batteries Lipo, chargeur qui vient en doublon avec celui du BMS de la batterie.

Pour ce type de module on devrait conseiller des batteries sans BMS.

Se pose alors le problème de la protection de la batterie dans sa décharge, ce n'est pas pris en compte par les modules et sans BMS, la batterie peut-être déchargé en dehors de ses limites et rendre l'âme.

IL est préférable, lors d'une période de développpement ou de test ou de maquette, d'utiliser les modules autonomes avec des batteries comportant un BMS et d'utiliser le disposif de charge intégré au module. Puis, pour garantir une autonomie maximum dans la phase de production, de charger ces mêmes batteries avec un chargeur avec limitation d'intensité avant de les reconnecter sur le module.

Si l'on devait utiliser des batteries sans BMS sur ce type de module, on serait garanti d'une automomie maximum mais il faudrait alors ajouter une protection par logiciel; protection en charge de surveiller (dans le mode "autonome"),la tension de la batterie afin de prévenir l'utilisateur que la tension aux bornes de la batterie est devenue trop faible et le cas échéant éteindre le module pour protéger au mieux la batterie.

Il faut aussi constater que dans ce cas, il n'y a pas non plus de contrôle du courant qui sort de la batterie, ce qui est dommage. Fonction qu'il faut alors mettre en oeuvre, surtout si le module ou ses accessoires sont de gros consommateurs d'énergie (moteur, resitance chauffant, etc