maintenance de de batterie, BMS, Chargeur, limitation sur le controleur

des articles pour tout savoir sur les batteries

http://www.fichier-pdf.fr/2016/12/02/r3ei-etat-de-sante-des-batteries-lithium-velo-elec/
" Stratégie de choix entre différentes technologies de batteries Lithium (Durée de vie, fiabilité…) »   au Symposium de genie electrique 2018 telechargeable ici
http://actes.sge-conf.fr/2018/articles/article_184697.pdf
https://www.fichier-pdf.fr/2018/09/01/strategy-lithium-batteries-lifetime-reliability/
https://www.fichier-pdf.fr/2023/11/15/etat-de-sante-de-batterie-lithium-par-regression-lineaire-lto-nm/

https://www.tritekbattery.com/fr/lithium-ion-battery-protection-board-and-bms/


tout savoir sur les 18650, avec verification des caracteristiques
https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Common18650Summary%20UK.html

les BMS passifs, actifs
https://eduscol.education.fr/sti/si-ens-paris-saclay/ressources_pedagogiques/gestion-dela-charge-de-batteries-lithium-bms


Les logiciels techniques et scientifiques sont souvent payant……pour étudier les batteries
Mais nombreuses personnes ne peuvent pas utiliser des logiciels payants…. Dont les étudiants et des autodidactes
Pourtant, pour s’améliorer, les étudiants doivent bosser chez eux……
De plus, lorsqu’un étudiant maitrise un logiciel, il l’utilisera dans leurs entreprises…donc, ce serait un plus pour les réalisateur de softs
Malheureusement, Les versions étudiantes de softs  sont faibles.

Mais, il existe de nombreux liens pour telecharger des logiciels payants…..
le meilleur lien est le suivant
https://getintopc.com.pk/
il y en a d’autres
http://www.getintoapc.com/
https://igetintoapc.com/


depuis 2013, je veux faire un BMS en Bluetooth ou en wifi avec une carte arduino et application smarthpnone, mais à chaque fois que je fais quelques choses, il y a un truc qui est commercialisé dans l’année plus fiable dans un beau boitier. Donc, j’attendais.
http://mercuritas.en.alibaba.com/custom_page_2/BlueTooth_and_Data_BMS.html
Il y a sur ce site nombreux BMS commercialisé…
http://liionbms.com/php/bms_options.php

Cela devrait intéresser ceux qui ont des voitures électriques
http://www.elektromotus.lt/wiki/index.php?title=BMS:_Installation_Manual

Attention : avec les pointes de touches du voltmentre de ne pas faire de court circuit d’un element

Maintenance de batteries lipofer et problèmes sur les BMS de vélo

avant 2018, La plupart de BMS sont analogiques (sans microcontrôleur) pour avoir plus de fiabilité, mais n’ont pas de communication série pour faire un diagnostique. Voici ce qui se vend couramment
http://bote-power.en.alibaba.com/  
http://bote-power.en.alibaba.com/product/1080301249-219491503/Protection_Circuit_Module_For_16S_Li_ion_Li_polymer_LiFePO4_Battery_Pack_PCM_L16S50_557_.html
http://www.aliexpress.com/store/product/Wholesale-free-shipping-48V-LiFePO4-Battery-SMT-BMS-SYSTEM-16-Series-30A-60A-Version-2/706375_520184117.html  
http://www.ebay.com/itm/BMS-PCB-for-48V-16S-LiFePO4-Battery-Pack-50A-10A-limit-With-Balance-Function-/161276279069?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item258cd0b91d&nma=true&si=tth2pQB7nd2HgRdOm8K0JiXFd0E%253D&orig_cvip=true&rt=nc&_trksid=p2047675.l2557

Pendant, longtemps, l'interrupteur statique (transistors) chargeur et déchargeur ont ete séparés.
donc le courant de charge était très faible par rapport au courant de décharge.
voici un schéma fonctionnel et électrique des BMS signalab qui va permettre de comprendre le fonctionnement d’un BMS et de faire sa maintenance.



http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/N/C/P/8/NCP800-D.shtml
l’ AP431  http://www.farnell.com/datasheets/608809.pdf
Voici quelques explications électroniques du montage precedent :
La résistance R8 de 40mΩ (fil résistif) est la résistance shunt qui permet de mesurer le courant de la charge et de décharge.
Si la tension aux bornes de cette résistance augmente à un certain seuil (0.2V), le transistor Q2 et Q3 se bloque. Il n’y a plus de courant de décharge.
De même, si la tension d’un élément est inferieur à 2.5V, le transistor Q2 et Q3 se bloque grâce à la sortie Do et les portes logiques NAND (0Volt sur la gate).
Si la tension d’une cellule est supérieur à 4.3V, la sortie Co est activé est bloque la charge grâce du transitor Q1. Remarque 4.3V, n’est pas du tout adapté à une batterie lipofer.
L'AP431 devient conducteur dés que sa tension de ref devient supérieure à 2.5V. Grâce au pont diviseur 100kΩ et 200kΩ,  des que la tension de l’élément est supérieur à Vref*1.5=3.75V. Donc au dessus de 3.75V, AP431 devient passant. AP431 peut supporter un courant continu de 200mA qui correspond au courant max d’équilibrage.
La résistance qui peut être mis en série avec AP431 est de 3.75V-2.5V/0.2A=6.25 Ω/0.25W
Or, avec une résistance de 33ohms, le courant dévié ne pourra être que de 40mA.

Remarque 1 : si le courant devient négatif, les deux diodes en antiparallèle des transistors Q2 et Q3 sont passantes. Les transistors ne peuvent arrêter ce courant de régénération. Même si la tension de régénération dépasse 4.3V.
Remarque 2 : s’il y a une tension d’un element inferieure à 2.5V, trop dechargé, Q2 et Q3 sont bloqués et ne permet pas de recharger.
Si un fil de chaque element n’est plus sur le BMS, alors le BMS ne permet pas d’utiliser la batterie.

pourquoi faut il 2 commandes separées (2 connecteurs) de charge et de decharge  differenciées sur les BMS ?
la commande over et under voltage est distincte pour pouvoir recharger meme si on est en sous voltage


Evidement, il y a eut des améliorations par rapport au BMS de première génération maintenant, il y a le   signalabs v2.5
Lorsque l’élément a atteint sa tension de seuil, une led s’allume ce qui permet de savoir si tous les éléments sont équilibrés
Les leds sont très bien pour le dépannage et savoir si un élément est critique.
http://www.all-battery.com/protectivepcbsforlifepo4.aspx
De plus, la tension maximum par element  est passé à 3.8V.
un BMS 16S (16 élément 30A) coute environ  20 euros
https://bmsbattery.com/bmspcm/323-16s-lifepo4-bms-battery-management-system-bms-pcm.html
Difficile de trouver les schémas electroniques ?????

Depuis 2018, de nombreux BMS vont couper completement la charge ou la decharge avec la mesure de la tension d'equilibrage.
Donc, la charge peut se faire avec des courants importants.
il y a un protection temperature au niveau du radiateur autour de 75°C et il faut attendre un hysteris de  55°C pour que le BMS permettent la decharge.

mais le nombre de transistors qui coupe la décharge doit etre identique à  la charge donc plus nombreux comme c’est expliqué sur ce lien
https://circuitdigest.com/electronic-circuits/lithium-ion-battery-management-and-protection-module-bms-teardown-schematics-parts-list-and-working
Il y a la possibilité de faire de la régénération (récupération d’énergie) avec ce type de BMS sans détruire la batterie si elle est chargée à 100%.

Charge rapide et équilibrage avec BMS qui  coupe totalement la charge pour la tension si la tension dépasse 3.7V pour les lifer. Le delta de capacité à chaque charge est de 0.25% donc de 0.045A.h donc peut durer 1.25h à 0.036A.
Est-ce que l’équilibrage peut se faire avec une décharge dans une led à 0.036A à partir de la tension 3.65V  avec un courant de charge à 10A ?

ppur une battrie de 18A.h, la résistance d’éléments entre 10% et 90% de la capacité de charge est entre 5mΩ à 8mΩ donc avec un courant de charge de 10A, il y a un delta d’écart de tension entre l’élément de même capacité de 0.03V.
mais en fin de charge, la résistance interne est multiplié par 5, donc le delta résistif entre un élément 100% chargé et presque chargé passe à 0.02Ω , donc pour un courant de 10A pour un delta de 0.2V. Par conséquent, le BMS se coupe presque instantanément lors de la recharge à 10A. Et l’élément pas assez chargé n’a pas le temps de charger.
Mais avec un courant de 1A, le delta de tension n’est que de 0.02V donc la résistance interne des éléments n’est plus problématique à l’équilibrage.
D’ailleurs, pour faire l’équilibrage, le mieux est de charger à la même valeur que le courant  de décharge donc à 0.036A.


Avec seulement un voltmètre, il est possible de faire un diagnostic d’un pack de batterie. Donc de  savoir :
• si c’est un ou plusieurs éléments ou le BMS qui va être incriminé
Remarque : La maintenance des packs lipofer n’est pas facile, car la tension de ces éléments revient toujours vers 3.3V indépendamment de leurs taux de charge.

1 mesure à vide :
- une première chose à faire est de mesurer toutes les tensions de chaque élément de la batterie par rapport au – de la batterie. (c’est relativement facile avec le connecteur JST, ou par derrière la carte)
si c’est ok, donc pas de tension aux dessus de 2.5V et 4.3V , qu’il n’y a pas d’element gonflé, il faut tester en charge (avec un courant)

2 mesure en charge :
- Etant donné que la tension de chaque element en lipofer revient à 3.3V (voit à 3.1V fortement dechargé 3.4V fortement chargé). Il n’est pas possible de bien connaitre l’etat de charge de l’element en fonction de la tension, ni de connaitre sa resistance interne ( qqmΩ normalement). En effet, si la resistance interne d’un element est de 1Ω, une petite valeur de courant (1A) va provoquer une surtension ou sous tension, donc le BMS va s’actionner et vous n’aurez pas le temps de faire la mesure sur chaque element.
- un courant de décharge, provoquera une sous tension, ΔU=Rinterne*I
- Un courant de charge provoquera une surtension
Pour avoir le temps de faire les mesures sur chque element,  il faut donc rajouter une connectique sur le fil de masse sur la batt-:
• Puis de mettre en charge directe sur batt+ et batt- et mesurer la tension de chaque element
• Ou de mettre en décharge sur batt+ et batt- (le moteur à vide suffira 2A) et mesurer la tension de chaque element


sur le BMS, il y a 3 cas de figures de pannes :
1. Erreur d’une mesure basse tension d’un element, (impossible de decharger) (verifier la tension aux borne de la gate du transitor Q2)
2. Erreur de la mesure du courant max (impossible de decharger) (verifier la tension aux bornes de Do du NCP800 de la premiere cellule)
3. Erreur de la mesure haute tension d’un element (impossible de charger) (verifier la tension aux borne de la gate du transitor Q1, puis toutes les sorties Co du ncp800)

Souvent ce sont les transitors Q2 et Q3 qui sont mort (circuit ouvert),
Sans charge ‘deconnecteur le contoleur), il faut tester aussi les diode en anti-parallele (avec le testeur à diode), idication 0.2V
Avec la charge, S’il y a  de tension aux bornes de la gate (entre 6 et 12V) et que le controleur n’est pas alimenté alaors les transistor Q2 et Q3 sont mort

Si Q2 et Q3 sont en court circuit, votre batterie n’est plus protégé. Si il y a 0V sur la gate du transitor de Q2, mais que le controleur est toujours alimenté.


Voici une amelioration très  interressante de snikers ici
http://vae-tech.forumactif.org/t6-ameliorer-un-bms-commercial

pour verifier l'equilibrage des batteries
http://www.hillrc.com/UploadFiles/CellLog_8S.pdf

Bonjour,
Merci de tes infos. Effectivement, on trouve pas grand chose de clair et précis sur l'intérieur des BMS je trouve.
Sur ton schéma (contraste un peu faible pour moi), je crois voir qu'il faut que tous les optocoupleurs soient actifs pour autoriser la charge et la décharge. Ça doit faire une conso non négligeable ça, non ?
Pour la résistance R8, est-ce qu'il gère une tempo ? Parce que si le courant dépasse le seuil, et que l'on coupe alors le MOSFET, il n'y a alors plus de courant mesuré, donc on remet le MOSFET en route. Ca me semble assez oscillatoire..

Je cherche vaguement un BMS pour deux batteries 6s en série, uniquement pour couper la charge (la décharge est gérée par le contrôleur du moteur). Je pense que je pourrais faire ça avec un BMS 12s (par exemple sur bmsbattery.com), mais il faut ensuite faire des connecteurs.. luxueux et pénible.

Je réfléchissais à un schéma de BMS utilisant un condo, qui soit connecté (par des optomos par exemple) alternativement aux différentes cellules et à une entrée de mesure d'un microcontroleur, permettant ainsi de mesurer et d'équilibrer (en choisissant l'ordre de connexion du condo pour remettre un peu de charge d'une cellule excédentaire vers une déficitaire).. Mais les optomos ne sont pas donnés, et si on veut utiliser des optocoupleurs, il en faut 2 à chaque fois (car le courant dans le condo peut circuler dans les 2 sens). Au final, ça revient probablement plus cher qu'un BMS acheté, mais on a un micro, donc la possibilité d'afficher (via bluetooth par exemple, avec un petit module style HC-05)

Je crois que je vais utiliser une alim dc régulée en courant et avec une tension max assez précise pour ne pas surcharger, et je contrôlerai manuellement de temps en temps l'équilibrage des cellules. C'est le plus simple non ?
Avec par exemple une alim meanwell RSP75-48 réglée à 50 volts max, qui chargerait doucement à 1.6Amp des batteries 5Ah (qui apprécieront). C'est un peu trop dangereux ?
Pierre

oui, il faut que tous les optocoupleurs soit actifs pour autoriser la charge et la decharge sur le schema precedent. l'AP431 a un reset, à faire après un court-circuit.
demande les schemas du BMS à leds à snikers, tout est bien pensé.
pour le bluetooth, il vaut mieux utilisé des applications sur smathphone tel que « CANion », donc emettre les données par l'intermediares d'un bus can.

c'est du lipofer ta batterie ?

pour ma part, je n'utilise pas de BMS car j'utilise les chargeurs de modelisme avec BMS intergré voir les premieres pages du post ici
https://velorizontal.1fr1.net/t17956-velomobile-electric-leiba-x-stream-iut-aisne
Mais je répare des packs ou parfois c'est le BMS qui est mort.

En voyage, j'utilise un chargeur classique que j'ai reglé en tension pour que meme si un element est en court circuit, les autres ne peuvent pas atteindre leur tension de seuil. je verifie la tension de chaque element avec un datalogger de tant en tant pendant la charge.
exemple avec 16 elements en lipofer :
tension chargeur=16*3.7-3.7=55.5V
le chargeur chargera les elements à 3.46V, donc à 95% pour des A123 lipofer

J'ai acheté 2 Turnigy 5000mAh 6S 20C Lipo Pack (le moins cher je crois). Donc pas Lipofer ?
Les petits chargeurs Modélisme permettent seulement de charger une 6s à la fois, il faut connecter beaucoup de fils, et en plus il faut une alim 12-18V pour alimenter le chargeur (donc encore des pertes).
Je préfère une alim directe 230V qui charge simplement avec 2 fils vers les batteries en série.
La question: est-ce dangereux d'utiliser une alim style RSP75-48, qui n'est pas prévue pour charger des batteries ? D'un coté, j'entends qu'une surcharge fait courir le risque d'enflammer la batterie (et le cadre du vélo en bois). D'un autre, je vois qu'il n'y a pas tant d'accident que ça malgré des utilisateurs surement pas très regardant sur ce qu'il est admis de faire..

tu prends 1 alimentations de PC en utilisant la sortie 12V, (recuperables gratuitement dans un truc de recyclage informatique ecole qui a plein de vieux PC...)

les lipo sont trés instables si un element est au dessus de 4.2V, tu risques que s'a s'enflamme.
le risque est idiot par rapport au prix des batteries. un BMS ce n'est pas cher ou 1 ou 2 chargeur de modélisme n'est pas cher non plus.
En plus, tu as les connecteurs JST pour aller sur les chargeurs pour l'equilibrages

si tu as un controlleur avec regeneration, obligation d'utiliser un BMS.
les lipofer peuvent atteindre 4.2V en theorie sans probleme (sans emballement thermique), donc peuvent depasser 3.7V.

depuis 4 ans, nous (moi, etudiants...) branchons 4 connecteurs pour recharger et 6 connecteurs en 72V , ce n'est pas un problème.
c'est juste une habitude.
Grace au chargeur de modelisme, tu peux t'apercevoir si tu as un element qui deconne.

Pour l'alim directe, le but est d'avoir un bon rendement de charge (90%), car je surveille de très près ma conso électrique, et recharger 250Wh avec un rdt de 50%, je trouve dommage (et pas négligeable dans ma conso actuelle).
Les batteries sont actuellement dans le cadre de mon vélo en bois. Elles passent tout juste, et c'est pénible d'accéder au connecteurs. Elles sont bas de gamme (37Euros), et manipuler leurs fils trop souvent risque de les casser en interne, ça sent le fragile.
Je crois en effet qu'il me faut bricoler des connecteurs et fiches pour pouvoir rendre tout cela plus solide et accessible. Je vais quand même tenter l'alim directe en surveillant bien, et de temps en temps vérifier avec le chargeur de modélisme (qui affiche les tensions par cellule, et d'autres infos intéressantes comme la résistance interne par cellule, qui devrait un peu indiquer le degré d'usure de ces batteries).

Pour la protection des batteries et connaitre leur défaillance, il existe  maintenant un BMS avec bluetooth sur aliexpress pour 56 euros
L’application mesure le courant, et la capacité énergétique donc, il n’y a plus besoin du cycle analyst
Ce BMS numérique permet d’être configurable et de recharger sur la même prise que la décharge.
L’équilibrage sera pour un faible courant de 50mA à cause des toutes petites résistances en CMS.
"cliker sur le lien" mais il faut etre sur  inscrit sur le forum pour voir le lien qui fait 3 lignes

les soft peuvent etre telechargé ici
http://www.lithiumbatterypcb.com/%E5%8D%9A%E5%AE%A2smart-bms-software-download/smart-bms-software-download/










je savais que les chinois, le ferais pour un prix imbattable

je vais le tester, on ne sait pas si l'on peut enregistrer les courbes .csv, si il y a des courbes pour connaitre l'evolution des données ?
il y a aussi d'autres fabricants
https://fr.aliexpress.com/price/battery-bms-with-bluetooth_price.html

il y en a d'autres mais ce n'est pas le meme prix
https://www.elektromotus.lt/
https://www.elektromotus.lt/files/bms/docs/Emus_BMS_User_Manual_v.1.2.1.pdf

affichage possible de la tension par élément ?
équilibrage à 50 mA sur résistances c'est pas un progrès

Oui, il y a affichage de toutes les tensions par élément.
Zapilon toi qui voulait un BMS avec la prise de charge identique à celle de la décharge….en voici 1 et avec bluetooth.

Pourquoi, la prise de charge est différente de la prise de décharge sur de nombreux BMS ?
C’est à cause du coupe circuit de la charge (transistor) est moins performant que le coupe circuit de la décharge. Cela économise quelques transistors.

Si l’on désire un coupe circuit identique à la charge et à la décharge, il faut avoir le circuit électrique suivant :
Exemple avec  le circuit intégré DW01 dont on peut retrouver le datasheet ici :
http://www.haoyuelectronics.com/Attachment/TP4056-modules/DW01-P_DataSheet_V10.pdf


Le transistor M2 qui est commandé par OC permet de couper la charge et le courant passe dans la diode en anti-parrallèle interne à M1
Le transistor M1 qui est commandé par OD permet de couper la décharge et  le courant passe dans la diode M2

Etant donné que les diodes sont internes aux transistors, Le coupe circuit M2 doit donc supporter le courant maximal de décharge.

On retrouve se composant DW01 sur toutes les protections d’element 18650 mais ou les transistors M1 et M2 prennent le plus de place que ce petit composant prevu à la protection. Remarque : il n' y a pas protection des transistors. donc parfois, ils sont morts alors que l'element est correcte.
https://fr.aliexpress.com/item/3-7v-18650-lithium-battery-protection-board-pcm-pcb-nickel-plate-belt-plastic-base-heat-shrink/32364530420.html?spm=a2g0w.search0304.4.45.DYa3La



Voici un BMS 13S 48V qui utilise le procédé expliqué auparavant. Il faut 4 transitors pour M1 et pour M2….
il est possible de modifier ces transistors pour laisser passer plus de courant mais avec un radiateur par dessus....
mais l'evacuation des pertes dans les transistors du BMS est difficile sur les batteries de velos avec gaine thermo et boitier plastique...
remarque :Dans les specifications, il peut tenir 40A alors que dans le sujet seulement 20A ?????? le marketing  n'est pas corrélé
ici


il existe des equilibreurs dissipatifs exterieurs....à 0.5A. mais il ne font que cela et il faudra sortir une fiche jst de ta batterie.
Autant acheter un chargeur de modelisme avec un equilibreur integré.

Il y a en ce moment le résultat de nombreuses études scientifiques sur le vieillissement des batteries même si on ne les utilise pas…..

En effet, si les batteries ont une diminution de la capacité énergétique en fonction de leurs nombres de cycles de charge et décharge. Le vieillissement calendaire n’est pas à négligé car nos vélos électriques sont utilisés à 5% du temps, donc ils sont à l’arrêt à 95% et parfois non utilisé pendant tout l’hiver.
Voici quelques liens du Project SIMCAL:
calendar aging results obtained on a panel of 6 commercial Li-ion cells
Avec une thèse 2017 et quelques articles un peu moins récent.
thèse de 2017 Issam Baghdadi : Prise en compte des modes de vieillissement dans la modélisation des performances de batteries lithium-ion pour l’évaluation de leur durée de vie en usage automobile
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01578752/document
http://mat4bat.eu/wp-content/uploads/2014/03/Calendar-ageing-modeling-of-Lithium-Ion-batteries_Gyan_Renault.pdf
file:///C:/Users/user2/Downloads/SIMCAL_Project_calendar_aging_results_obtained_on_.pdf

aux etats unis, il y a un enorme centre d'etude sur les batteries appelé ;  
CALCE Research: Making Electronics Reliable and Cost Effective
https://www.calce.umd.edu/articles/index.html

En résumé sur le vieillissement calendaire :
Plus la température de stockage de la batterie est importante ainsi que son taux de charge et plus le batterie perd en capacité énergétique en fonction du temps et plus la résistance interne augmente.
Mais sous nos latitudes nos batteries restent inferieures à des températures de 30°C, mais avec une charge souvent de 100%. Les batteries li-NMC survivent 800 jours et les Li-fer tiennent 1600jours
En résumé sur viellissement cyclage :
La résistance série augmente mais il y a aussi la résistance autodécharge augmente et pose problème surtout lorsqu’il y a des cellules en parallèle.
Bref, toutes ces variations posent problème lors de rééquilibrage des cellules d’une batterie et fait que l’autonomie du véhicule diminue.

Suite à certaines études des cellules 18650 lithium NMC:
- 20% des cellules 18650 ont des résistances séries internes trop grandes,
- 15 % des cellules ont des résistances d’autodécharge trop grandes,
- 20% ont eut leur séparateur défectueux ou effet de dendrite qui provoque en court circuit,
- 45% ont des capacités énergétiques  de moins de 80% sans avoir des problèmes majeures sur les résistances internes.

Les trois premier cas entrainent un arrêt prématuré du fonctionnement de la batterie avec une obligation de changement de cellule.
Ce qui demande des études sur la fiabilité et probabilité ;
Si l’on utilise une loi de probabilité avec une distribution normale quel est l’écart type ? par rapport à quelle moyenne ?
https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_normale
Cela va dépendre de la chimie et de la technologie des constructeurs de la cellule…..

D’ailleurs, il y a des etudes et pleins d’articles  sur la fiabilité des batteries,
Example : Models for Battery Reliability and Lifetime : Applications in Design and Health Management
https://www.nrel.gov/docs/fy13osti/58550.pdf
Reliability and Failure Analysis of Lithium Ion Batteries for Electronic Systems
http://ieeexplore.ieee.org/document/6474788/?reload=true
A reliability-based design concept for lithium-ionbatterypack in electric vehicles
http://publicationslist.org/data/leng.feng/ref-7/A%20Reliability-based%20Design%20Concept%20for%20Lithium-ion%20Battery%20Pack%20in%20Electric%20Vehicles.pdf
Failure statistics for commercial lithium ion batteries: A study of 24 pouch cells
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316317864

mais les articles scientiques manquent de nombres de batteries en test pour faire des études pertinentes sur la fiabilité.

Malheureusement, les bigdata  ne fournissent pas les fiabilités des batteries que se soient des smarthphone, mais aussi des grands constructeurs des voitures (Tesla, ni de Renault) sur l’écart type des batteries, ni des grands stockeurs.  
C’est hyper confidentiel.  

Cela maque de transparence par les grands constructeurs de cellules ??????????    
Mais toutes ces études…..demandent beaucoup de temps et d’argent…..De plus en 3 ans de recherches la chimie et les isolants ont pu changer par le constructeur…..
Voici encore un exemple Thèse 2016 :
Détermination in-situ de l´état de sante de batteries lithium-ion pour un véhicule électrique
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01555463/document

Le gros problème c’est l’interaction de tous les facteurs de viellissement d’une cellule et de pouvoir les séparer pour faire un modèle globale en fonction de l’utilisation…..

Lors de la maintenance d’une batterie, l’objectif est de savoir si cela vaut le cout de changer seulement quelques cellules ou s’il faut changer  de batterie ?
Mais ce sera dans une prochaine partie.

Remarque :
L’étude de la résistance d’autodécharge  lors du vieillissement a été occultée par les scientifiques car une voiture est utilisée relativement souvent. Donc, elle ne va pas rester dans un coin pendant 1 mois de même, pour un smarthphone.
Par contre, j’ai récupérer pas mal de batterie de vélo qui sont stocker tout l’hiver et qui ne peuvent plus être rechargé car la résistance d’autodécharge à mis à 0V, un élément de la batterie.

Dans electropaedia, il y a un résumé bien vulgarisé sur les defaults et la fiabilité de la batterie mais il n’y a peu de valeur pour bien choisir ces éléments. Ce site commence a devenir une référence :
Why Batteries Fail
http://www.mpoweruk.com/failure_modes.htm
Lithium Battery Failures
http://www.mpoweruk.com/lithium_failures.htm
Battery Life (and Death)
http://www.mpoweruk.com/life.htm

Voila un petit guide maintenance fait par mes étudiants sur des batteries….

Pour réparer une batterie, il faut juste :
- un voltmètre,
- un chargeur de batterie réglable en tension et courant. Ou une alimentation réglable.
- une alimentation 4.2V pour rééquilibrer rapidement des cellules.
- un banc de charge électrique tel que des lampes H5 (5A, 12V) récupérer à la casse que l’on peut mettre en série et en parallèle pour avoir un courant de sortie de la batterie. Car à vide un vélo demande très peu de courant.
- Un cycle anayst ou enrégimenter pour connaitre l’état que prend la batterie et restitue la batterie pour connaitre son état de santé SOH (state of healt)

Imaginons qu’il n’est plus possible de la charger alors que la tension de l’accumulateur est en dessous de la tension de charge avec un BMS numérique.
Incrimination : il y a un élément en dessous de la tension mini ou un élément qui a une résistance série très importante (1 ohms) et des qu’il y a un courant alors sa tension atteint sa tension de seuil maximum.
Imaginons qu’après chaque décharge, le BMS arrête la décharge au bout de quelques secondes, malgré que la tension de tout l’accumulateur soit correcte.
Incrimination : il y a un élément qui a une résistance série très importante (1 ohms) et des qu’il y a un courant alors sa tension atteint sa tension de seuil minimale et le BMS coupe la décharge.

Dans tous les cas,
Soit c’est le BMS qui ne fonctionne plus, mesure de tension incorrecte.
Soit qu’un ou plusieurs éléments qui soient défectueux.
Donc, il faut s’affranchir du BMS, pour savoir si c’est l’un ou l’autre.

Donc, il faut mesurer la tension de chaque élément. Mais souvent les connecteurs sont petits et avec les pointes de touches du voltmètre mais ce n’est facile de faire les mesures sur certain  BMS car l’écartement entre les connecteurs est faible.
Même si certaines tensions d’élément sont très faibles et même à 0V. Il est possible de recharger mais avec un courant assez faible C/4. En effet, la résistance interne des éléments fortement déchargé est environ 10 fois la résistance interne en nominale. Donc, la batterie va avoir une augmentation de température de 10°C à 15°C.
Avec une alimentation stabilisée, il est facile de régler la limitation de la tension et la limitation du courant.


Si toutes les tensions sont revenues à la normale à 3.7V. Alors arrêter la charge et attendre la « relaxation » de  quelques minutes à 48h.
Si la tension de l’élément re- diminue à 0V, c’est qu’il y a une résistance interne de décharge trop importante ou que la capacité énergétique est nulle de l’élément. Dans tous les cas, l’élément est défectueux.

Si toutes les tensions sont presque identiques, alors poursuivent la charge avec le BMS et vérifier que l’équilibrage se fait correctement avec le BMS. Si l’écart de tension entre les éléments est relativement important, il vaut mieux charger élément série unitairement.

Apres la charge, décharger totalement la batterie, pour savoir si tous les éléments ont la presque même chute de tension pour un certain courant qui est provoqué par la résistance interne.
Pour savoir aussi si tous les éléments, ont presque la même tension lors de l’arrêt du BMS pour connaitre le SOH de tous les éléments.


Evidement, avec un chargeur, déchargeur de batterie de modélisme ont peut faire un diagnostique plus rapidement.
Evidement, avec un BMS blue tooth qui trace les courbes de chaque élément, c’est aussi facile de faire un diagnostic.
Evidement lorsque les cellules ne sont pas soudées, il plus facile de remplacer les éléments défectueux.
Evidement, des cellules qui ont une résistance interne série un peu grande pour fournir un courant important à un vélo…alors il est possible d’avoir une deuxième vie, pour de l’éclairage.

Sur ce lien, un fabriquant d’élément prismatique vend des vis et écrous….pour assembler les éléments….

Je comprends pas tout ( voire pas grand chose)  mais que faut. Il que je fasse pour ne pas trop abîmer au stockage les deux batteries de ma douce qui s'obstine à ne pas vouloir pédaler en hiver ?
Les deux batteries n'ont pas la même origine ni les mêmes connexions 
20 ah 36 de chez déclic eco 
12 ah de chez moteuretvelo 
Je les ai stocké à 15 degrés environ dans ma cave sèche 
Une chargée à 50% l'autre full 
Merci pour vos conseils.

Il faut avoir quelques bases en électricité pour faire la maintenance d’une batterie.
Pour la température 15°C, c’est le top….
Pour la charge, le mieux pour le stockage  de la batterie est à 30% de sa charge, il y a moins de viellissement calendaire.
Si une de tes cellules a une résistance d’autodécharge de 1 000 ohms donc un courant d’autodécharge de 3mA,  avec 30%*20A.h=6A.h  alors au bout de 2000 heures=>83 jours. Cette cellule sera complètement déchargée et il la faudra changer.  Alors que si on avait rechargé à 50%, le temps aurait augmenté.
on peut remarquer que le pourcentage du stockage va dependre de la capacité energetique.
Normalement, l’autoconsommation des  BMS est négligeable entre 0.01 et 0.2mA en fonction des versions et technologies (analogique ou numerique)
Donc, avec 6A.h et un courant de 0.2mA, alors le temps est de 30 000 heures pour que la batterie sera complètement déchargée.
Cela m’est arrivé 1 fois que c’était le transistor d’équilibrage du BMS qui était défectueux et qui déchargeait l’élément à 30mA.

Je répare seulement 5 à  10 batteries par an (Décathlon,  d’autodidacte, du matériel électroportatif…)
Declic devrait pouvoir nous en dire plus sur la maintenance des batteries et les cas qu’il a.

Le mieux, c’est de rouler de temps et temps et de recharger à 100%, puis de re-stocker à 30%.
Le mieux, c’est d’avoir un BMS Bluetooth mais encore faut il comprendre les données....

D’ailleurs, un autre étudiant  a fait le manuel d’utilisation de l’application du BMS Bluetooth présenté auparavant.
Voici le lien pour télécharger ainsi que pour charger l’application 2.01 .apk qui n’est pas disponible sur playstore ?
https://drive.google.com/open?id=1TLN7vb0ZAH_YkpH8I3Kq-OYJIb1eeV57
Cette nouvelle version 2.01 permet d’avoir les courbes de la tension de chaque cellule pour faire un diagnostic et savoir si l’équilibrage est bien fait.
https://drive.google.com/open?id=1oIy-jbH4mU0qNIKeK3OPAvM2iutw-6gX


Avec cette application, plus besoin de cycle analyst, il y a la consommation en A.h, vitesse, distance…..
Tous les événements (charge, décharge, km….) sont aussi enregistrés…..

la configurations des entrées est limitée est entre 10S et 15S

mais il est possible d'augmenter avec d'autres versions de cellules





Je pense qu’il y aura encore des améliorations faite par cette application et ce type de BMS va se généraliser dans l'avenir ...
Quelques captures d'ecran envoyer à son vendeur permettra de faire un diagnostic à distance de la batterie.....
et ce ne sera plus la peine d'avoir un banc de test dédié aux batteries....

Les BMS ont souvent des capteurs de température qui sont des CTN (capteur de température négatif)
les capteurs ont un peut prés 10kohms à 25°C.
Donc rien à voir avec des thermocouples type k, ni à une thermorésistante PT10kohm….

Voici ce qui est souvent utilisé

http://fr.farnell.com/vishay/ntcle413e2103f102l/thermistance-ctn-10k-ohm-broches/dp/2492885
http://www.farnell.com/datasheets/2245100.pdf?_ga=2.136606323.2139573169.1515607557-1017210432.1515607557
Voici quelques valeurs de résistance en fonction de la température. Ces valeurs permettent une linearisation par partie entre 50°C et 0°C.
D’ailleurs voici la tension que l’on doit trouver aux bornes du capteur de température si la résistance de pull up est de 10kohms.


Un fil coupé sur ce capteur  permet normalement de fonctionner quand même, car la tension  le BMS est de 5V donc  croit que la température de la batterie est faible.
Le BMS Bluetooth permet l’affichage de la température.

lorsque les cellules lithiums NMC 18650 sont relativement vielles, il y a plusieurs cas de défaillances :
20 %  sont en court circuit.
40 % ont des résistances séries trop importantes, donc des chutes de tensions qui provoquent un arrêt de la décharge pour de gros courant.
20% ont une capacité énergétique trop faible et des résistances séries trop importantes.
10% ont des résistances séries infinies
10% ont des résistances d’autodécharge.

Exemple pour l’autodécharge : après avoir chargé à 100% (2A.h), la batterie se décharge en 24h elle passe de 4.2V à 3V, alors le courant de décharge en interne est de 2A.h/24h=0.083A
Donc la résistance d’autodécharge sera estimée à
R=ΔU/I décharge=3.7V/0.08=44Ω  
La puissance perdue de 0.3watt  et l'echauffement qui en resulte ne permet pas d'etre detecter à la camera infrarouge

Comme on peut l’observer sur les oscillogrammes suivant, c’est pire, en quelques minutes, l’element repasse à 0V. L’élément se comporte comme un gros condensateur malgré le courant de charge de 1A.
Avec les oscillo, on peut déterminer la résistance série qui est de Rserie=DU/DI=0.5V/1A=0.5ohms

Si l’on maintient la charge à 1A, la température de cet élément  à une élévation de température de  22°C qui est detectable à la camera infrarouge, mais aussi avec le bout de ces doights


Il y avait 3 autres cellules qui étaient en parallèles sur cet element defaillant, elles ne font plus 2A.h mais 1.65A.h avec une résistance série toujours très faible pour être réutilisé.

De mon équipement passé, moteur cyclone 24V, il me restait 2 batteries Li-ion de 24V -10Ah - 7S
Passé en 48V je les utilisais parfois en série (7S + 7S = 14S -> 58,8V au lieu de 54,6V pour une 48V 13S) donc avec une tension maxi supérieure et le besoin de les recharger séparément (chargeur pour 24V)

Depuis quelques semaines j'apprécie le freinage régénératif qui réinjecte dans mon cas un courant jusqu'à 14A, courant que les petits BMS des batteries 24V ne devrait pas aimer longtemps

D'où la décision d'assembler les 2 batteries 24V(une en 7S, l'autre "raccourcie" en 6S) en une 48V avec un BMS qui supporte le même courant à l'utilisation que lors de la régénération
Pour protéger la nouvelle batterie j'ai aménagé un coffret en carton plastique ondulé de 3mm d'épaisseur

Belle réalisation Zapilon….moi, je mets une mousse blanche de 1cm autour.

Le titre de ce magazine était très évocateur….mais seulement 6 pages qui en parlent et c’est très vagues avec démystifiants des idées reçues…

pour PC portable sous windows
le magasine presente batterycare pour tester la batterie
https://telecharger.tomsguide.fr/BatteryCare,0301-27848.html
moi j’utilise batteryMon
http://www.01net.com/telecharger/windows/Utilitaire/systeme/fiches/28428.html

pour ios l’application coconutBattery

pour android, l’application Greenify ferait hiberner certains programmes ????
Par contre, il  n’indique rien, pour le test et le calibrage de la capacité energetique.
Moi, j’utilise 3C battery monitor widget
https://play.google.com/store/apps/details?id=ccc71.bmw&hl=fr
un article sur cette  application assez scientifique dans la revue 3EI N°86 sur cette application
https://www.fichier-doc.fr/2016/12/15/application-diagnostic-batterie-smarthphone-3cmonitor/    
https://www.researchgate.net/publication/312070482_Batteries_de_Smartphone_Application_diagnostic

Par contre, au milieu de ce magazine, il y a un avis d’expert des boutiques LDLC qui ressemblent à un article mais qui est à moitié une demande à la consommation de batterie d’appoint alors que le rendement est de 60%  et que la batterie d’appoint est 2 à 3 fois plus lourd qu’un chargeur.

J’ai été dans un temple de la consommation (Val d’Europe )…même dans les magasins, il y a des chargeurs car des gens stressés consomment moins….Il y avait tellement de monde que les relais 4G était saturé. Il y a 30minutes d’attente avant de rentrer dans certains magasins. Un Autre monde, mais pas 3.0


Tous les magazines ne se valent pas , d’ailleurs, sur le lien suivant, il y a une belle etude sur l’autonomie des smarthphones en fonction du froid….
https://www.lesnumeriques.com/telephone-portable/resistance-froid-test-extreme-batteries-7-smartphones-a3011.html

pour changer des éléments défectueux 18650….difficile de faire confiance aux vendeurs chinois aliexpress et amazon et autres vendeurs du net.
Ou les éléments sont souvent des copies avec des valeurs de capacités énergétiques ne correspondant pas du tout à celle vendues et avec des résistances catastrophiques……on a du mal à comprendre pourquoi, elles ont des performances aussi faibles ? Comment elles sont fabriquées  car cela nécessite du matériel ?
Donc, il reste nos fournisseurs de vendeurs de vélos pour faire la maintenance des batteries, s’ils les réalisent car il ont des elements en stock…pour changer des éléments défectueux….et garantir le produit.
Mais des sites européens vendent aussi des éléments presque à prix coutant….
Voici quelques exemples de lien :
https://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size.html
https://www.ev-power.eu/Li-Ion-Technology/GB18650-Rechargeable-Battery-3-7V-3200-mAh-Li-ion-LG-MH1.html
http://www.declic-eco.fr/boutique/batteries/cellule-li-mn-panasonic-51-detail
mais aucun vendeur ne parle de cycle de vie des elements ?
il y a des sites qui sont tres cher :
http://www.bms-lifepower.com/p-21-cellules-18650-li-ion-lg.html

Dans les spécifications du constructeur, qui ne sont pas facile à trouver, il y a peu d’information sur le nombre de cycle de vie. Ce n’est pas très transparent.
Voici la datasheet 18650 LG MH1
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1500000-1599999/001558879-da-01-en-LG_LIION_AKKU_INR18650MH1__3200MAH.pdf
pour les panasonic ici
http://www.datasheet.hk/view_download.php?id=2027681&file=0515%5Cncr18650b_7881050.pdf
voici quelques données avec 100% de décharge en fonction du taux charge et decharge pour une certaine capacité energetique.
- Cycle de vie: 600 (0.5C charge et décharge et 80% de la capacité energetique  )
- Cycle de vie: 500 (1C charge et décharge et 70% de la capacité energetique  )
- Cycle de vie: 300 (3C charge et décharge et 70% de la capacité energetique  )

Pourtant, il y a de nombreuses études scientifiques sur la durée de vie des éléments 18650, mais si la chimie change alors les estimations de la durée de vie deviennent obsolètes. De plus, la durée de vie  ne sera pas valable si l’on ne fait pas des décharges à 100%.
L’article suivant est  super interressant :
“Calendar and cycle life study of Li(NiMnCo)O2-based 18650 lithium-ion batteries”
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775313016510
L’article donne le nombre de cycle de vie à 80% de la capacité énergétique en fonction du DOD autour d’une tension correspondant à une certaine capacité énergétique.


La durée de vie des éléments est bien plus grande avec des décharges peu profondes. Mais, dans cet article ou il teste la disparité avec 3 éléments, il y a aussi des éléments qui meurt subitement.
Mais, la durée de vie des éléments est bien plus grande avec des décharges à 80% mais en chargeant seulement à 90% et arrêtant la charge à 10% comme on peut l’observer sur la figure suivante :

Provenant des données d’élément kokam poche, donc la durée de vie est double si l’on fait des décharges de 80% entre la capacité de 90% et 10% par rapport à des décharge de 80%à 0%
http://mat4bat.eu/wp-content/uploads/2014/03/Cycling-Aging-of-Lithium-Ion-batteries_Grolleau_EIGSI.pdf
Certains vendeurs donnent des courbes des cycles de vie en fonction du DOD pour promouvoir certaines technologies par rapport à d’autres et d’utiliser une batterie legerement surdimensionner pour etre utilisé seulement à 80% de leur capacité.
http://gwl-power.tumblr.com/post/130701906811/faq-lifepo4-cycle-life-based-on-dod-the-graph
On retrouve ces courbes de cycle en fonction de la profondeur de decharge dans de nombreuses publication scientifique
https://www.researchgate.net/publication/309148022_Stochastic_coordinated_operation_of_wind_and_battery_energy_storage_system_considering_battery_degradation

mais quel est le rapport entre consommation le cycle de vie   et l’utilisation en A.h=cycle de vie*DOD(%)*capacité ?

Sur la figure 1, on peut s’apercevoir que pour une profondeur de decharge de 50%, il y a 4 fois plus de cycle possible par rapport à une profondeur de 100%. Donc, la capacité energetique uilisable est double avec des profondeur de decharge de 50% par rapport à 100%.
Si la courbe de la figure 1 est non lineaire avec une estimation mathematique :
Nombre de Cycle=2.5*10^6*DOD^1.7
Donc la courbe de la figure 2 est presque lineaire avec pour estimation :
Ampere.heure utilisé=2.5*10^6*DOD^0.7*20A.h

Revenons à la mise en place d’élément neuf dans un accumulateur qui a déjà fait un certain nombre d’utilisation :
Cela provoque des temps d’équilibrages plus long car les résistances internes des éléments sont differents. De même, si l’on change de fabricants ou s’il ne met pas exactement les mêmes cellules.
Mais, il est préférable de changer quelques cellules que toute une batterie. (Cela dépend du coup de la main d’œuvre en maintenance…)

Toute les cellules 18650 ne se valent pas et même si leur capacité énergétique (2.5A.H à 1C) et la résistance interne (0.04Ω) sont correctes, l’échauffement thermique peut avoir un coefficient 2 entre différence cellules à cause des différentes chimies internes.
D’ailleurs, la résistance thermique est d’environ 15°C/W avec une capacité thermique de 60J/°C  donc une constante de temps thermique de 900s. Mais l’échauffement dépend de la résistance interne de la batterie et des pertes dans la chimie.

Remarque : Le site Lygte  de comparaison des differentes cellules 18650 s’est encore ameliorer avec des comparaisons et des mesures bien faite
http://lygte-info.dk/review/batteries2012/LG%2018650%20MH1%203200mAh%20(Cyan)%20UK.html

La batterie du vélo couché commence à avoir de l’âge (10/2012) et des kilomètres….mais étant donné que j’ai eut un problème sur le cycle analyst d’origine, je n’ai plus le nombre A.h utilisé, ni le nombre de km total, ni le nombre de cycle.
Cette batterie est constituée de 36 élément 10A.h, 18S2P, donc 70V 20A.h, depuis 2013 a déjà subi 3 changements d’élément une à 5 000km, une autre à 10 000 km, une autre à 15000 km et hier à plus de 25000 km.
Avec 10W.h/km, cela fait 3571A.h, avec 3A.h d’utilisation quotidienne cela fait 1100 cycles de 15% de DOD Depth of Discharge

Bref, j’avais un élément de 2 cellules qui avait une résistance interne relativement grande 0.06Ω avec un SOH (state of healt de 5A.h)
Une de ces cellules avait même une résistance de 1Ω et un SOH de 1.3A.h et l’autre 0.06Ω, 5A.h
le chargeur m'indique la resistance par element :

Avec de telles caractéristiques, impossible d’avoir l’équilibrage…..et surtout d’autonomie sans mettre en court circuit l’élément qui n’avait plus que 5A.h

J’ai fait le test de la décharge des éléments pour connaitre le SOH restante et s’il y avait une disparité importante entre les éléments sachant que l’arrêt de la décharge se fait sur l’élément le plus faible.
Tous les autres éléments ont un SOH  à 80% à 16A.h à la place de 20A.h  avec des résistances internes entre 2mΩ et  8mΩ à 100% de charge
attention la valeur resitive varie legerement en fonction du DOD (depth of discharge)
cellule 1 à 6 blanc    [3, 3, 5, 6, 5, 4]
cellule 1 à 6 marron [2, 2, 7, 7, 7, 6]
cellule 1 à 6 bleu     [5, 2, 5, 8, 5, 4]

Impossible de retrouver les mêmes dimensions que mes anciennes cellules « poches »  YUNTONG
J’ai commandé 3 éléments GTK pour savoir si mes autres éléments allaient me lâcher…
Ces éléments GTK font 9.2A.h  pour une décharge avec un courant de 10A, à partir d’une décharge de 4.2V, pour atteindre 3V. L’augmentation de température pour le courant de 10A est de 5°C.
La capacité est de 9.5A.h avec un courant de décharge de 5A.
Si la tension de charge est de 4.1V alors la capacité énergétique est de 8.1A.h pour un courant de décharge de 5A.
Les 3 éléments ont une resistance interne de 10mΩ et pas 4 mΩ comme indiqué dans la documentation.
Je n’ai pas  trouvé de site GTK qui fournira des courbes de leurs cellules
https://fr.aliexpress.com/item/32831079862.html

Les liens sur aliexpress changent souvent, je ne retrouve même pas celle que j’ai commandé….mais voici un lien…
https://www.aliexpress.com/store/product/7pcs-3-7v-10ah-li-ion-polymer-battery-for-diy-battery-pack-electric-bike-battery-24v/1453301_32831079862.html?spm=2114.12010612.0.0.1e8e4a290fLM6w


j’ai testé des elements de telephones aussi….12g 3.1A.h 4V,0.3Ω, 5€ le meme jour que les elements GTK


J’avais pas mal de batterie à mettre au recyclage….que je stockais depuis une éternité suite à des batteries que l’on m’avait donné et des éléments que j’avais changé…
Les ferrailleurs de chez moi ne reprennent pas les éléments lithiums donc, direction la déchèterie….

Si les éléments 18650 ou 26650 ne sont pas un problème à mettre à la déchèterie car ils ont un boitier en dur.
Ce n’est pas le cas, des éléments « poche » qui brulent si elles sont percées même avec 0V à leurs bornes….
J’ai bien expliqué aux personnes présents. Je pense que j’ai été compris…mais ils en parleront à leur supérieure hiérarchique….
J’espère que je n’aurais pas de problème dans un futur pour amener d’autres batteries défectueuses.

Un velo électrique qui transporte ces résidus à la déchèterie ? voila une belle anecdote…

arnaud.sivert a écrit:

La batterie du vélo couché commence à avoir de l’âge (10/2012) et des kilomètres….mais étant donné que j’ai eut un problème sur le cycle analyst d’origine, je n’ai plus le nombre A.h utilisé, ni le nombre de km total, ni le nombre de cycle.
Cette batterie est constituée de 36 élément 10A.h, 18S2P, donc 70V 20A.h, depuis 2013 a déjà subi 3 changements d’élément une à 5 000km, une autre à 10 000 km, une autre à 15000 km et hier à plus de 25000 km.
Avec 10W.h/km, cela fait 3571A.h, avec 3A.h d’utilisation quotidienne cela fait 1100 cycles de 15% de DOD Depth of Discharge

Le risque avec les lipo est assez important et c'est vrai que ça peut prendre feu même avec une tension de cellule à 0V.
Sans réparation, On imagine le nombre de batteries qui seraient passées à la benne.

En utilisation pendulaire quotidienne, même si c'est un peu chère. Il ne faudrait pas prendre autre chose que du A123.
Si je compare, ma batterie est aussi de 2012. J'utilise entre 2 et 3Ah quotidiennement sur les 6,9Ah théorique et recharge 2 a 3 fois par semaine.
Elle a 18500 Km et 2850Ah  restitués au compteur (environ 600 recharges de 70% DOD), pas de perte de capacité, une résistance interne très faible et supporte la recharge de temps en temps en 15 minutes. Sa retraite n'est pas prévus avant au moins 5 ans. J'ai une autre A123 en 16S2P de 2007 qui marche encore très bien.

En juin 2013, j’avais acheté les éléments nano phosphate A123 liFer  25euros l’élément.
Qui est la batterie du leiba et toutes les cellules ont la même résistance malgré les 20 000km.
Aujourd’hui, il y a des cellules ultracompactes A123…
http://www.a123systems.com/automotive/products/cells/
Mais comment en acheter ?

Sachant, qu’il y a des bureaux de A123 à coté de Stuttgart en Allemagne.
Aux USA, elles sont vendues maintenant vendues à 80euros mais au dela d’une commande de 100 element le prix baisse 40euros. On se moquerait des petits acheteurs ?
http://a123batteries.com/20-ah-nanophosphate-prismatic-pouch-amp20m1hd-a/
sur aliexpress  disponible….pour par le distributeur riskcell=batterie à risque ???? pour 27,5€

https://fr.aliexpress.com/item/Pas-de-taxes-4-pcs-lot-20C-3-2-v-20ah-lifepo4-prismatique-batterie-cellulaire-pour/32845892107.html?spm=a2g0w.10010108.1000013.2.280f2a73AjW55T&traffic_analysisId=recommend_2088_1_90158_iswistore&scm=1007.13339.90158.0&pvid=c85c5bc4-0f28-42a6-9e7b-6702696ed808&tpp=1
ici dispo pour cinquante piece à 17 euros l’element
https://fr.aliexpress.com/item/Pas-de-taxes-50-pcs-lot-rechargeable-batterie-3-2-v-lifepo4-20ah-prismatique-poche-portable/32846342020.html

chez un assembleur anglais, il n’y pas le prix ?????
https://www.altertek.com/contact/

il y a aussi les batteries LTO    qui devraient avoir 2 à 3 fois plus de durée de vie charge que les batteries Lifer et 30 fois plus que les liMCN. Mais leurs prix, leurs masses et leurs volumes est entre 2 à 3 fois plus important. l'Effet calendaire est tres faible sur la technologie des  LTO.
alors qu'il tue les liMCN au bout de 4 à 5 ans meme si on ne les utilise pas.

Mais impossible de trouver une datasheet de la baisse du cyclage en fonction du taux de décharge et charge de ces elements LTO des fabricants?????


https://fr.aliexpress.com/item/5pcs-Lithium-titanate-battery-2-4V-10AH-LTO-battery-for-DIY-12V-24V-motor-ebike-accu/32830978708.html?spm=a2g0w.10010108.100007.4.2ea1117ane20po&traffic_analysisId=recommend_2037_null_null_null&scm=1007.13482.95643.0&pvid=4c6d5061-10c2-4582-b9f2-fbb99243db9a&tpp=1

voici une comparaison entre les 3 technologies pour une batterie 72V, 20A.h
Attention pour la comparaison la batterie LTO est seulement pour 10A.h mais elle peut être rechargé de 2 à 4 fois plus rapide que les lipofer sans dégradation. Encore faut il avoir le chargeur !


Il existe aussi en boitier 18650 LTO
https://fr.aliexpress.com/item/10-pcs-titanate-de-Lithium-batterie-2-4-V-1500-mah-18650-LTO-bateria-pour-lampe/32836879523.html
https://www.ev-power.eu/LTO-technology/LTO1865-Rechargeable-Cell-2-4V-1300-mAh-Lithium-Titanate.html

entre ce que dise les fabricants et la realité, il y a toujours des differences
peut on avoir confiance ?

Il est possible de charger une batterie lithium pour quelques € tel que le TP 4056
http://circuit-diagramz.com/wp-content/uploads/2017/01/TP4056-Datasheet.pdf
http://circuit-diagramz.com/tp4056-schematic-circuit-diagram/

Ce chargeur indique par une led allumée que la batterie est chargée à 100%
Les pertes en chaleur de cette alimentation lineaire correspondent à l’équation suivante :
Perte=(5V-4V)*Icharge=1V*1A= 1W   donc par rapport au 4W utile pour la batterie le rendement sera de 80%.

L’alimentation 5V peut provenir d’un chargeur de smarthphone ou par l’alimentation suivante 5V qui est indépendante de la terre.
Son rendement doit etre aux alentours de 75%. par consequent, le rendement total est de 0.8*0.75=60%

Ce type de requilibreur permettrait de reconvertir les vieux chargeurs de smarthphones....(il y en a plein dans les broquantes et decheterie)

En effet,  si l’on désire charger plusieurs cellules en même temps, il faut des alimentations isolées 5V.



Pour faire l’équilibrage plus rapide que les BMS à résistances classiques (qui dissipent le courant 0.1A). Il est possible d’utiliser les modules circuits intégrés

Donc pour faire un équilibreur de 12 éléments, le prix reviendrait à
Prix=12*(0.16+1.37)=18.56 €

Mais il faut que les fils de chaque élements séries soit disponibles...

Je n’aime pas les choses très compliqué, mais on pourrait imaginer une batterie sans BMS.
Avec chargeur rapide qui serait coupé par un Arduino qui mesure la tension de chaque élément dés que la première tension est à 4.2V.
Puis interconnecté l’équilibreur précédent de temps en temps pour faire l'équilibrage.

Avec mes etudiants, j’ai lancé la réalisation et programmation d’un chargeur rapide pour batterie avec Arduino…
mais il va falloir attendre avant d’avoir quelques choses de fiables.

Ma mini-batterie 12V fait un peu la gueule, d'un côté elle est boursoufflée (à mon avis elle a pris l'humidité, dans le Milan ça ruisselle de partout),
j'ai envie de couper le plastique pour voir ce qu'il en est dessous, mais y a t'il un risque (émanations ou explosion ????? ). Je n'ai pas osé la remettre en charge .

Comme on dit, elle est morte
Pas par l'humidité mais production de gaz à l'intérieur des éléments d'où tendance à l'explosion
Surtout ne pas crever l'enveloppe --> fumée ... et flamme possible

Ma procédure d'élimination : une semaine dans de l'eau salée (décharge totale très lente) puis déchetterie piles/accus