Mesures de la tension des batteries pendant la charge

Expériences réalisées à environ 9100 km, 8 mois d'utilisation.

Pour les expériences  1 à 3:

Matériel :

Mesure de la tension : Labjack U2 USB connecté à un PC portable qui enregistre les tensions toutes les secondes et multimètre pour la calibration.

Expérience n° 1 : batterie principale seule en charge.

Méthode :

- le chargeur  est connecté à la batterie principale via une prise spéciale qui me permet de prendre la tension (cf rubrique "Bricolage")

- mise en route de l'enregistrement

- mesure de la tension avec le multimètre

- mise en route du chargeur

- charge

- arrêt du chargeur

- mesure de la tension avec le multimètre pour contrôle de la calibration initiale.

- arrêt de l'enregistrement

Tension (volts) en fonction du temps (secondes) de la batterie principale

Mon interprétation (n'hésitez pas à faire des commentaires si vous n'êtes pas d'accord) :

• 1 : avant charge

Le BMS n'est pas ouvert. La tension est de 66.9 V qui correspond à 61% pour ce cas là.

• 2 : mise en route du chargeur.

Le chargeur est configuré pour délivrer une tension de 75.6 V. Logique car 18 (cellules en série) * 4.20 V (Tension standard d'une cellule chargée)  = 75.6 V

•  3 : ouverture BMS et début charge 

Le pic de 75.3 V déclenche l'ouverture des MosFET de charge du BMS. La tension retombe à la tension de charge et la charge se fait à courant constant.

• 4 fermeture BMS

A partir d'une certaine tension (ici 73.6 V) le BMS se ferme. Le chargeur n'ayant plus à fournir du courant, la tension monte au maxi de la tension du chargeur (75.4 V)

• 5 tension chargeur

La tension reste à 75.4 V tant que la chargeur est sous tension. La diode verte ne clignote plus.

• 6 arrêt chargeur

Le chargeur est débranché du secteur. La tension tombe à la tension finale de la batterie 72.2 V qui correspond pour ce cas là à 99%.

Remarques :

- j'ai peut-être  raté des pics de tension car l'enregistrement ne se fait que toutes les secondes.

- Cette courbe ne correspond pas tout à fait à une courbe d'une méthode standard de charge complète d'une cellule Li-ion (Constant Current - Constant Voltage). Il manque la phase CV (la phase à tension constante). 

- l'arrêt de la charge se fait à une tension cellule de 4.08 Volts (73.6 / 18). On est encore loin des 4.20 volts nominaux. C'est un choix fait par beaucoup de constructeurs pour limiter le vieillissement des batteries. Mais c'est peut être également un choix du fait qu'il y a deux batteries à charger en parallèle.

- La batterie est généralement chargée à au moins 80% de sa capacité max à la fin de la première phase CC.

Cycle de charge d'une cellule Li-ion (image récupérée sur le Net)

Remarques :

La batterie est composée de 18 groupes en série. Il faudrait faire un graphe avec 18 courbes, chaque groupe ayant des temps de charge différents.

Il faudrait également prendre en compte l'équilibrage des groupes.

Pas facile à gérer quand il y a, en plus, deux batteries en parallèle.

Expérience n° 2 : batterie secondaire seule en charge.

Méthode :

- le chargeur est connecté sur la batterie secondaire.

- mise en route de l'enregistrement

- mesure de la tension avec le multimètre

- mise en route du chargeur

- charge

- arrêt du chargeur

- mesure de la tension avec le multimètre pour contrôle de la calibration initiale.

- arrêt de l'enregistrement

Tension (volts)  en fonction du temps (secondes) lors de la charge de la batterie secondaire

Remarques :

- l'arrêt de la charge se fait à une tension cellule de 4.04 Volts (72.8 / 18).

Expérience n° 3 : les deux batteries en charge en même temps.

La consommation du secteur a été enregistrée.

Matériel en plus :

Enregistreur de consommation EKM 265 branché sur la prise 230 Volts.

Méthode :

- le chargeur est connecté à la prise générale

- mise en route de l'enregistrement

- mesure de la tension avec le multimètre

- mise en route du chargeur

- charge

- arrêt du chargeur

- mesure de la tension avec le multimètre pour contrôle de la calibration initiale.

- arrêt de l'enregistrement

Tension (volts) en fonction du temps (secondes) lors de la charge des deux batteries

Remarques :

- l'arrêt de la charge se fait à une tension cellule de 4.10 Volts (73.8 / 18).

- la rupture de la pente vers 11100 secondes doit correspondre à la fermeture du BMS de la batterie secondaire. Tout le courant est maintenant disponible pour charger la batterie principale, la pente de la courbe est plus forte.

- valeurs des jauges (Prin. / sec.):

Avant : 42 % / 32 %

Après : 100 % / 96 %

- consommation secteur : 1.632 kWh

Expérience n° 4 : mesure du courant lors d'une charge de la batterie secondaire.

Matériel :

Pince ampèremétrique VoltCraft

Méthode :

- La mesure a été faite au début de la charge.

Résultat :

Le courant a été mesuré à 6.45 A