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Saturday, 3 August 2024

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Toutefois, pour une charge standard, il ne faudrait pas dépasser un courant égal à 0. 5x la capacité de la batterie pour en limiter l'usure. Une cellule au lithium peut, de façon occasionnelle tolérer sans dommages un courant de charge jusqu'à 3x sa capacité de charge. Exemple: le courant de charge conseillé pour une batterie de 12V - 100Ah est de 50A et de façon occasionnelle, peut être de 300A. Le temps de charge peut donc être relativement court si l'on considère un chargeur adapté à savoir 2h - 2h30 avec un chargeur de 50A et 20 - 30 min. avec un chargeur de 300A. Après la phase de courant constant, on peut déjà considérer que la batterie est chargée à plus de 80%. Le graphe ci-dessous illustre la courbe de charge d'une batterie au lithium. Courbe de charge lithium 2 phases Pour charger une batterie au lithium, n'importe quel chargeur peut être utilisé à partir du moment où celui-ci a une tension de charge maximum de 14. 4V et que la batterie est équipée d'un système BMS.

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0V pour la technologie Plomb acide, tandis qu'elle n'est que de seulement 0. 5V pour le Lithium-Fer Phosphate! Estimation du SOC par méthode OCV Cependant, il est possible d'utiliser des indicateurs de charge étalonnés spécifiquement pour les batteries lithium fer phosphate (LiFePO4). Une mesure précise, couplée à une courbe de charge modélisée, permet d'obtenir des mesures de SoC avec une précision de 10%. Afficheur d'état de charge étalonné pour batterie LiFePO4 12V/24V 2/ Mesure d'état de charge (SoC) par compteur de Coulomb Pour suivre l'état de charge lors de l'utilisation de la batterie, la méthode la plus intuitive consiste à suivre le courant en l'intégrant durant l'utilisation des cellules. Cette intégration donne de manière directe la quantité de charges électriques injectées ou soutirées à la batterie permettant ainsi de quantifier précisément le SoC de la batterie. Contrairement à la méthode OCV, cette méthode est en mesure de déterminer l'évolution de l'état de charge pendant l'utilisation de la batterie.

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1 / Estimation SoC en utilisant la méthode de tension en circuit ouvert (OCV) Tous les types de batteries ont un point commun: la tension à leurs bornes diminue ou augmente en fonction de leur niveau de charge. La tension sera la plus élevée lorsque la batterie est complètement chargée et la plus basse lorsqu'elle est vide. Cette relation entre la tension et le SOC dépend directement de la technologie de batterie utilisée. A titre d'exemple, le schéma ci-dessous compare les courbes de décharge entre une batterie au plomb et une batterie Lithium-Ion. On constate que les batteries plomb-acide ont une courbe relativement linéaire, ce qui permet une bonne estimation de l'état de charge: pour une tension mesurée, il est possible d'estimer assez précisément la valeur du SoC associé. Cependant, les batteries Lithium-ion ont une courbe de décharge beaucoup plus plate, ce qui signifie que sur une large plage de fonctionnement, la tension aux bornes de la batterie change très légèrement. La technologie Lithium Fer Phosphate a la courbe de décharge la plus plate, ce qui rend très difficile l'estimation du SoC sur une simple mesure de tension.

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Mesure de SoC d'une batterie Lithium Ion: Il existe plusieurs manières pour me surer l'état de charge (SoC) ou la profondeur de décharge (DoD) d'une batterie. Certaines méthodes nécessitent un équipement quelquefois complexe (Spectroscopie d'impédance ou mesure d'hydrométrie pour les batteries au Plomb). Ces méthodes ne rentrent pas dans le cadre de cet article. Dans cet article, nous présenterons les 2 méthodes les plus communes pour estimer l'état de charge (SoC) d'une batterie: Methode OCV (Open Circuit Voltage ou Tension en Circuit Ouvert) et Methode coulométrique. 1/ Mesure d'état de charge (SoC) par méthode OCV (Open Circuit Voltage ou Tension en circuit ouvert) Tous les types de batteries ont un point commun: la tension a leur borne diminue ou augmente en fonction de leur niveau de charge. La tension sera maximale lorsque la batterie est totalement chargée et minimal lorsqu'elle est vide. Cette relation entre tension et SOC dépend directement de la technologie de batterie utilisée.

Modélisation d'une batterie Li-ion et le calcul d'état de charge Accumulateur lithium-ion Pour pallier les problèmes rencontrés dans les accumulateurs lithium métal, la solution radicale d'abandonner le lithium sous forme métallique au niveau de l'anode a été adoptée au profit d'un composé d'insertion. Le graphite apparaît comme le meilleur candidat pour ce rôle. En effet, les propriétés d'insertion du carbone ont été démontrées, jusqu'à un ion lithium pour six atomes de carbone (LiC6). Au cours de la première insertion de lithium dans le graphite, une partie est totalement consommée de façon irréversible. Ce phénomène est dû à la décomposition de l'électrolyte et à la formation d'un film passivant à la surface de l'électrode (film SEI). Contrairement à l'anode de lithium métallique, ce phénomène est indispensable pour le bon fonctionnement de la cellule. La SEI permet d'éviter la réduction de l'électrolyte en retenant les ions Li+ dans le carbone. Il faut cependant que cette couche soit suffisamment poreuse pour laisser passer les ions Li+ lors des cycles de charge/décharge Cette couche de passivation peut avoir des inconvénients car elle augmente la résistance interne de l'élément ce qui provoque une chute de tension lors de l'utilisation.