BMS quid d'un équilibrage par le bas?

Les dernières technologies, vos réalisations, expériences et questions en la matière.

Modérateurs : Remdo, man3515, moulino51

Répondre
philoscoo
Messages : 2355
Enregistré le : sam. 22 06 , 2013 20:50
Mes véhicules : scoot Dolphin/scoot Symex-Huasha Erato/VE Think City
Localisation : BE-1930 ZAVENTEM (BELGIUM)

BMS quid d'un équilibrage par le bas?

Message par philoscoo » mar. 07 11 , 2017 19:22

vehiculeselectriques a écrit : si je peux me permettre une remarque technique qui fera débat ...peut-être...
à mon sens la majorité des BMS font fausse route en équilibrant par le haut, si vraiment je devais le faire, j'équilibrerai >ponctuellement< et en fin de décharge par le bas !
Si j'avais le temps de concevoir un BMS je ferais un système de monitoring simple au TDB avec alarme de seuils, mesure température sur le plus de la cellule la plus au centre des autres et mesure des tensions individuelles (qui a reconnu le cell-log :mrgreen: )
J'ajouterai un boitier externe IP66 avec l'arrivée d'un câblage en 1mm permettant un équilibrage manuel des cellules... si besoin était...
car, pour mon expérience, un pack qui a été bien préparé (tri par capacité, impédance et résistance interne) ne se déséquilibre pas de manière significative;
alors que je lis pleins d'expérience de BMS qui déséquilibrent les cellules, vident les batteries en stockage etc. quand ils ne mettent carrément pas le feu :roll:
Sans vouloir te forcer à le faire... :) car cela te donnerait une raison de plus pour l'éviter... :mrgreen:
Je serais content d'ouvrir ce sujet avec quelques questions:
Quel défaut vois tu dans un équilibrage haut?
Quel avantage de l'équilibrage bas?
Équilibrage ..... oui pcq ..... non pcq
Équilibrage bas: ..... 1 ........ 2
équilibrage haut: ..... 3 ........ 4

Pour "3" et "2" je dirai que tu gagnes du temps, car dès que l'équilibre est fait tu es prêt à partir.

Pour être clair: équilibrer par le bas: c'est:
a remonter le plus bas des éléments à la valeur basse de la plus haute du pack??
b descendre et vider les éléments les plus haut pour qu'ils rejoignent le plus "chétif"??

Un pack bien sélectionné t'obligerait à investir au delà du nécessaire afin de faire ton shopping et écarter les moins bonnes. Cela ne protège pas des aléas extérieurs de perte de qualité des contacts de la connectique. (oxydation, vibration, température) différente suivant l'exposition et la place physique de l'élément dans le pack.
Sur mon scoot, j'ai régulièrement (une ou 2 fois l'an) la même connexion qui souffre (oxydation) et me crée une perte de charge et me laisse mon 8ième élément (sur 16) avec une chute de U pour le moment de 60-70mV lorsque je tire 32-35A. Mesure rapide sur mon BMS chinois ... en roulant. Je trouve que l'écart devient significatif et je sens qu'il est temps d'intervenir car le scoot a moins de punch.

Je plussoie pour l'idée d'un spaghetti de 1² pour biberonner où c'est utile de rattraper individuellement.

Dernier point (pour le moment :) ) tu penses que c'est le BMS qui est souvent la cause, ou l'excès de température par une charge trop violente?
Pour ma part, je charge habituellement à un courant de 1x la capacité (36Ah) soit 3A. Je n'ai jamais de chauffe.

Au plaisir de lire la/les suiteS
Philoscoo :wink:
"Celui qui ne risque pas, risque plus que celui qui risque!" P.Léon_Poudrière

hpdp
Messages : 332
Enregistré le : sam. 07 10 , 2017 17:34
Mes véhicules : j'y pense...
Localisation : Bruxelles (BE)

Re: BMS quid d'un équilibrage par le bas?

Message par hpdp » mar. 07 11 , 2017 20:01

le principe habituel de l'équilibrage (haut) est de charger fort puis de couper quand le seuil (haut) d'une cellule est atteint, puis d'équilibrer en retirant "ce qui dépasse" de la tension voulue, quitte à en remettre un peu si certaines cellules sont un peu basses. c'est le meilleur système pour une charge rapide, au détriment de la durée de vie des cellules si le seuil est réglé haut (pour une capacité maxi).
j'imagine que l'équilibrage bas est de charger fort jusqu'à ce que l'élément le plus faible atteigne une tension déterminée, disons à mi-charge, puis de charger lentement avec l'équilibrage en marche. le temps de recharge complète sera très long, vu que l'équilibrage est peu puissant et que le courant de charge doit rester inférieur à l'équilibrage.

ce qu'on ne peut pas faire, et c'est probablement l'idée, c'est de charger spécifiquement certaines cellules "en manque" mais pas d'autres.
enfin on pourrait mais ce serait "compliqué" et catastrophique point de vue rendement. je pense à des transistors en amont et en aval de chaque cellule qui "pontent (mais sans la mettre en court-circuit)" une cellule "pleine". soit trois transistors par cellule, chacun avec une résistance interne = beaucoup trop de résistance.

variante "parallèle" (plutôt que "par le bas") : déplacer une quantité d'énergie vers une seule cellule (à la fois), découplée de l'alim AC par un transfo = beaucoup de transfos et de "petites" alims, poids, prix, encombrement, cablage de puissance, et finalement un intéret limité par rapport à l'alim série.

re-variante : une seule grosse alim découplée et deux transistors, mais parallèles, pour alimenter une seule cellule au choix. pour quelques cellules ce serait gérable, pour des dizaines il faut que chaque cellule encaisse le courant de charge nominal multiplié par le nombre de cellule (le temps étant réparti entre toutes les cellules) pour obtenir un courant moyen. prévoir un cablage sérieux, y aura des ampères à passer...

Avatar du membre
triphase
Messages : 8952
Enregistré le : ven. 27 01 , 2012 15:00
Mes véhicules : Mitsubishi i-MiEV - vélomobile Quest - Zero S
Localisation : FR-68-Colmar

Re: BMS quid d'un équilibrage par le bas?

Message par triphase » mar. 07 11 , 2017 20:27

Que de noeuds au cerveau....

Repartons des bases.

Une batterie, c'est n cellules "identiques" en série, donc traversées par le même courant de charge et de décharge.

Si elles étaient "vraiment identiques", il n'y aurait pas de problème. Une fois équilibrées elles le resteraient.

Seulement voila...

1/ les cellules n'ont pas toutes exactement la même capacité, surtout après vieillissement
2/ ces fichues cellules ont aussi une perte par autodécharge (comme un courant de fuite interne) qui n'est pas forcément la même pour toutes les cellules.

C'est pour ces raisons qu'il faut équilibrer et rééquilibrer. Cela peut se faire de 3 façons différentes, et à chaque fois par le bas ou par le haut...

-équilibrage positif par charge individuelle, nécessitant un petit chargeur monocellule qui vient se brancher ici ou là, ça va en "manuel" mais galère en "automatique".

-équilibrage négatif par dissipation dans une résistance d'un excès de charge (tension) sur telle ou telle cellule, c'est ce qu'il y a de plus courant car très facile à implémenter électroniquement.

-équilibrage par transfert d'électrons des cellules les plus hautes vers les plus basses. Cela semble l'idéal mais est assez lourd (capacités commutées), très lent, et peut, si c'est en fonction permanente, causer des déséquilibres (eh oui!) s'il y a des différences de résistance de connexion série entre les cellules.

Equilibrage par le bas: on décharge tout au minimum de tension, avec au besoin des actions individuelles pour que chaque cellule soit à SOC 0%. Ensuite on charge normalement et on s'arrête quand une des cellules atteint la tension max. Les autres auront des tensions inférieures.

Equilibrage par le haut: on charge tout et on réduit le courant de manière à ce qu'aucune cellule ne dépasse le max, et en même temps on dissipe de l'énergie sur les cellules qui sont au max ce qui permet de conserver du courant de charge pour faire remonter les autres. A la fin, toutes les cellules sont à SOC 100%. Et à la décharge on s'arrête quand une des cellules atteint la tension min.

Dans les 2 cas, la capacité électrique totale du pack, exprimée en Ah, sera la même, et égale à la capacité de la cellule la plus faible. Par contre la tension moyenne du pack sera un peu plus élevée avec l'équilibrage par le haut qu'avec l'équilibrage par le bas.

Et comme la capacité énergétique du pack (les Wh), c'est la somme intégrale des U(t)xI(t)xdt sur une décharge complète, on aura une capacité énergétique utilisable un peu plus élevée en "par le haut" qu'en "par le bas". Sans compter que l'équilibrage par le bas ne peut se faire qu'avec une décharge complète, ce qui n'est en général pas une pratique normale dans l'usage quotidien de nos VE.

Après, j'ai ouï-dire que l'équilibrage par le haut, systématique en Li-Ion, n'était pas forcément idéal en LiFePO4. En effet, ces cellules au fer font preuve d'une certaine "viscosité" de leur tension, pas forcément simple à expliquer (faudrait déjà comprendre soi-même), et qui fait qu'un équilibrage par le bas serait "mieux" pour ces cellules. Cet équilibrage ne pouvant se faire que occasionnellement à SOC 0%, ce qui n'est pas un problème, l'équilibre ne dérivant que lentement.

voili voila.... :D
i-MiEV (surtout pour Mme) déjà 43kkm, (4 roues)
Quest (bolide à pédales sans moteur), (3 roues)
et une Zero S, (2 roues)
anciennement: C-Zero (3,5 années 50kkm).

CHEVREUSE
Messages : 444
Enregistré le : jeu. 10 12 , 2009 11:56
Mes véhicules : Kangoo GEN1/Li 60kWh/Can Clip/Chargeur amovible 15kW-4xVAE
Localisation : FR - 78 - BULLION

Re: BMS quid d'un équilibrage par le bas?

Message par CHEVREUSE » mar. 07 11 , 2017 22:49

.
Prendre de l'ensemble du pack (ou mieux de la plus forte batterie) pour nourrir la plus faible batterie c'est un peu ce que j'ai très grossièrement testé ici (pris sur l'ensemble du pack) : topic15408.html#p225473

Faire un petit dispositif de transfert d'énergie dc/dc isolé avec réglage intensité imposée et tension max ne pose apparemment pas trop de problème (mon bricolage avec les moyens du bord était très grossier) et n'est probablement pas onéreux.
Mais ce qui est très facile pour un humain : désigner la batterie la plus basse et la connecter au 12V (ou mieux à la batterie la plus haute) par un tel dispositif dc/dc imposant une intensité me semble beaucoup plus difficile à réaliser sans intervention humaine (pour mes compétences).

Donnez moi un "contact" (ex sortie logique) indiquant quelle batterie est la plus basse (et aussi mieux quelle batterie est la plus haute) donc N ou 2N "contacts" pour un pack à N batteries en série et je soulèverais le monde ...
Je pensais vaguement à quelque chose de séquentiel :
. période repos d'observation (ex 1 à 2s ?? réglable=facile), puis désignation automatique du "contact" batterie basse (mieux également du "contact" batterie haute) = c'est là où le bât blesse ! Et il faut aussi s'assurer/garantir qu'il n'y a qu'un seul contact bas désigné (et un seul haut, si énergie prise sur la plus haute)
. période travail : mémorisation du (des) désigné(s) et couplage de la batterie la plus basse via le petit dispositif au 12V (énergie prise sur l'ensemble) ou mieux à la batterie la plus haute = ne semble pas hors de portée (par exemple à la hache avec N ou 2N minirelais 2 contacts). Durée (ex 10 à 20s ?? réglable=facile)
. nouvelle période repos ... et ainsi de suite
. complément : "contact" indiquant que le # max-mini est en dessous d'un seuil (ex 40 à 20mV ?? réglable) pour arrêter les séquences = ne sais pas faire. Peut être aussi seuils de tension batteries haut et bas à prévoir ...

Oui, oui j'ai souvent des insomnies ..
.
4,8kWc panneaux photovoltaïques

Répondre

Retourner vers « Batteries et Chargeurs »