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Connaître la charge restante dans une batterie



  1. #1
    pepetiti

    Connaître la charge restante dans une batterie


    ------

    Bonjour à tous,
    Voilà, j'ai un circuit tout simple (Batterie et Moteur en série). J'ai comme information la tension et l'intensité circulant dans ce circuit à tout instant (t) et les caractéristiques de la batterie. Comment déterminer l'état de charge de la batterie (le %age restant)? J'ai besoin d'un coup de pouce svp.

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  4. #2
    maximilien

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Bonjour.
    C'est pour ta trotinette électrique?
    Si tu sais que ta batterie fait X AH (ampère heure) alors elle peut débiter X ampère pendant une heure ensuite c'est un produit en croix.
    Attention au type de batterie! si c'est une au plomb alors je crois qu'il faut diviser par 2.

  5. #3
    pepetiti

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Oui d'accord mais ça c'est pour l'autonomie de la batterie. Et si par exemple je démarre le banc alors que la batterie n'est pas complètement chargée il restera moins de temps.
    Et sinon je ne suis pas tout à fait sûr que je doive déterminer un % car le cahier des charges me dit "Le système devra nous informer de l’état de charge du véhicule" (Je demanderais confirmation Vendredi).

  6. #4
    renardhino

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Tu peux peut-être utiliser un montage intégrateur pour obtenir la
    charge débitée et ensuite soustraire le résultat à l'autonomie pour en déduire l'état de charge de la batterie .
    Reste le pb de l'initialisation de la charge ...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    maximilien

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Citation Envoyé par pepetiti Voir le message
    si par exemple je démarre le banc alors que la batterie n'est pas complètement chargée il restera moins de temps.
    Oui c'est sur mais si tu ne connais pas l'état de charge de la batterie alors tu ne pourra rien savoir sur son état...
    A moins de regarder sa tension...

  9. #6
    invite03481543

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Bonsoir,

    on ne vous demandera pas un "SOC" (State of Charge) car cela nécessite des connaissances particulières et des maths que vous verrez bien plus tard pour réaliser ce genre d'appareil.
    Une batterie n'est pas un élément linéaire, loin s'en faut.
    Donc la règle de trois il faut l'oublier ici.

    Je pense qu'on vous demande juste une indication de tension, qui donne une indication instantannée mais pas plus.

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  11. #7
    maximilien

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Pardon d'insister mais pour moi la relation Ampere.Heure est linéaire non?
    Pourrait tu explicité ta réponse?
    Merci

  12. #8
    MiGaNuTs

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Pas sur une batterie au plomb.
    plus le courant de décharge est important, et moins le nombre d'ampères heures qu'elle est capable de fournir est élevé.
    leur capacité standard est généralement exprimée a C/10, cad le nb d'Ah qu'elles peuvent fournir en débitant un courant constant de 1/10 de leur capacité.

    exemple : une 100 Ah va pouvoir fournir 10 ampères pendant 10h, et la tension en fin de cycle de décharge sera de l'ordre de 11v6.
    si tu lui fait débiter 20 ampères, elle ne les fournira pas pendant 5 heures, mais pendant moins longtemps.

    si tu lui fait sortir que 5 ampères, elle tiendra un peu plus longtemps que 20h avant d'être a plat.

    C'est pas linéaire du tout.

    Je ne parle que des batteries au plomb car c'est celles que je connais le moins mal. je peut pas te renseigner pour les autres technologies.

  13. #9
    maximilien

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Ah d'accord... je croyais ça linéaire...

  14. #10
    maximilien

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Mais peut etre cela explique la division par deux ainsi cela simplifie les calculs car on considere cela linéaire puis on prend une marge de sécurité ie on divise par deux.
    Qu'en pensez vous?

  15. #11
    MiGaNuTs

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Plus "simple", une mise a l'échelle en prenant la tension a ses bornes.

    Vers 13v elle est a 100% (la tension a vide d'une batterie chargée a fond varie aussi), et a 11,6v elle est vide.

    La jauge ne descendra pas de façon linéaire, il est presque impossible de prédire exactement a l'avance l'autonomie (surtout que même a 11,6v, elle peut encore fournir un peu de courant)
    mais au moins tu as une indication.

  16. #12
    electronsa

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    bonsoir: une mesure de ce type consiste a mesurer la resistance interne de la batterie : U= E-RI ;E= tension a vide; donc c'est R qu'il faut mesurer; donc il faut debiter un mini ! ;mais HELAS, R n'est pas stable!!donc un peu du pif !surtout avec des batt au plomb!
    patou je sais! (proverbe de moutons)!

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  18. #13
    invite03481543

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Miganuts a donné de bon conseils pratiques.
    On peut estimer assez bien une charge au repos prolongée de la batterie, à condition de l'avoir rechargée pleinement au préalable.

    Sinon il y a le pèse acide qui reste un moyen fiable.

    Pour le reste il faut faire une mesure dynamique pour trouver la résistance interne.

    Mathématiquement ce sont les équations de Peukert qui sont utilisées dans les jauges électroniques.

    @+

  19. #14
    pepetiti

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Merci tous mais enfin je ne pense pas qu'on puisse me demander quelque chose d'aussi compliqué en term XD. A mon avis je dois juste faire une indicationd du style une LED verte, une orange et une rouge et ainsi allumer la verte lors d'une batterie pleine, orange lorsque la batterie est moyennement déchargée et enfin rouge lorsqu'elle est presque vide.

  20. #15
    MiGaNuTs

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    avec ma méthode tu as
    une acquisition avec un convertisseur analogique/numérique
    une soustraction
    un produit en croix
    et reste a afficher le résultat.

    pour un élève de terminale, ca me parais quand même largement faisable, a moins de faire un bac histoire géo ou cuisine.

  21. #16
    lodeli

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Bonjour

    Je reviens sur ce sujet toujours d'actualité, sans réouvrir un nouveau fil.
    Je ne suis pas spécialiste en batterie, mais j'ai une vision justifiée du problème et j'aimerais avoir une confirmation (ou une infirmation)

    On ne peut pas mesurer directement la charge d'une batterie comme on peut mesurer la quantité d'eau dans une bouteille.

    Il me semble que les seules façons de mesurer la charge c'est soit de comptabiliser le courant qui sort et d'en déduire la charge restante ou d'analyser la tension aux bornes de la batterie.

    Mais dans ce cas, une batterie de 12 V par exemple (que ce soit une batterie de voiture ou de téléphone ) va rester chargée longtemps entre 12.3V et 11.7V (valeurs approximatives) et s'écrouler rapidement dans ses derniers moments de charge. Auquel cas la valeur obtenue n'est pas fiable du tout.

    Est-ce que ce que je dis est vrai, ou bien ou bien existe-t-il des moyens de faire des mesures avec une bonne fiabilité.

  22. #17
    invite03481543

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Bien sur que l'on peut mesurer, très précisément même, la charge d'une batterie, quelle que soit sa technologie.
    Ce que vous décrivez est l'usage d'un compteur de Coulomb, méthode peut efficace pour avoir de la précision à long terme, un accu est très dépendant de la température et d'autres facteurs, sa charge n'est pas constante ni immuable, elle est relative.

    Pour mesurer la charge d'un accumulateur il faut d'abord définir un modèle qui va rassembler les différents comportements des réactions d'oxydo-réduction, des effets thermique, des processus de vieillissement, des taux d'utilisations (profondeur de décharge, niveaux de courants, périodes de relaxations), de la connectique des électrodes, des différents matériaux la composant (courant de fuite), de son enveloppe physique, etc.

    L'élaboration d'un modèle est assez complexe et réclame de longs mois à une équipe pour le mettre au point, puis le confronter à la réalité pour le valider.

    La mesure de tension n'est pas suffisante pour estimer une charge d'accu, sauf cas très particulier où l'on fait appel encore une fois à des modèles et des tableaux prédéfinis pendant une période de relaxation (OCV -> Open Circuit Voltage). Les périodes de relations prolongées sont assez rares, par exemple dans le cas d'un téléphone portable qui sera soit en usage soit en charge, assez rarement complètement éteint.
    Pour calculer l'état de charge d'une batterie au repos depuis longtemps, plusieurs méthodes sont employées conjointement selon la situation, une première estimation est donnée puis la valeur réelle apparaîtra après convergence des méthodes.

    En usage permanent et sans charge complète ou décharge complète pour le recalage, il reste l'usage du modèle et des méthodes prédictives.
    Par exemple un filtre de Kalman étendu est principalement employé pour "observer" et prédire ces phénomènes non linéaires.
    Dernière modification par HULK28 ; 22/02/2020 à 18h43.

  23. #18
    lodeli

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Merci pour votre réponse.
    Si je vous comprends bien, si je veux connaître la charge de la batterie de ma voiture, il va falloir que je trouve une équipe d'ingénieurs et techniciens qui travailleront pendant des mois pour mettre au point des modèles qui permettront de mettre au point des méthodes de test qui déboucheront sur des résultats plus ou moins aléatoires.

    Il n'y a rien de plus simple ?

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  25. #19
    invite03481543

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    C'est déjà fait pour les batteries au lithium qui équipent les VE, tu n'as donc pas ton (gros) chéquier à sortir
    Pour le plomb il existe des solutions mais qui n'ont que peu d'intérêt en automobile, un simple diagnostic suffit (hors d'usage ou pas), la batterie n'étant pas la source d'énergie du véhicule sauf à initier son démarrage.

    Pour une batterie dont l'électrolyte est accessible il existe le pèse acide très fiable pour indiquer son état de santé.
    Pour des batteries stationnaires il existe des calculateurs de charge précis et qui estiment l'état de santé (SOH), ce sont des systèmes coûteux.
    Il est assez rare de devoir connaître la capacité exacte d'une batterie au plomb de démarrage, la plupart du temps ce qui importe c'est son état de santé.

    Si tu expliquais ton objectif de vouloir mesurer l'état de charge de ta batterie au plomb de voiture je pourrais peut-être te renseigner mieux.

  26. #20
    lodeli

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Je ne cherche pas à mesurer la charge de ma batterie de voiture (je n'ai pas de voiture) et je n'ai pas d'objectif concret. Je me pose juste une question " théorico - pratique".
    on voit souvent des systèmes qui indiquent d'une manière relativement précise la charge d'une batterie.
    Or je peux constater (par exemple avec la batterie de ma tondeuse) qu'une batterie va fonctionner régulièrement pendant un certain temps et s'écrouler en un temps très court. Donc ceci me semble contradictoire et je ne comprends pas comment on peut définir le pourcentage de charge d'une batterie.

    Alors je me pose la question (et je la pose publiquement)

  27. #21
    invite03481543

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Il y a 2 aspects dans votre question:
    1/ connaître l'état de charge
    2/ connaître l'état de santé.

    Le 1/ se calcule, le 2/ est un diagnostic qui ne se calcule pas mais se déduit.

    Pour l'état de charge je pense vous avoir résumé ce qu'il y a à savoir.
    L'état de santé a une partie simple à déduire, qui dépend du nombre de cycles effectués par la batterie, une batterie est construite pour fournir un nombre de cycle limité par la nature de son électro-chimie (ses matériaux). Au fur et à mesure des utilisations les recombinaisons s'altèrent et la capacité décline progressivement.
    On considère qu'en dessous de 80% du SOC initial la batterie entame sa fin de vie.
    L'état de santé peut se dégrader également si des outrages lui sont faits, court-circuit, surcharge, sous charge excessive, gradient thermique trop élevé, etc.
    C'est pour cela qu'il ne faut parler que de diagnostic dans le cas du SOH (state of health), il est impossible de quantifier l'impact de certains outrages au coeur de la chimie.
    On utilise pour le SOH des observateurs particuliers qui vont "peser" ces conditions, en amplitude et en durée puis déduire une quote-part qui servira au diagnostic.

  28. #22
    invite03481543

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Citation Envoyé par lodeli Voir le message
    Or je peux constater (par exemple avec la batterie de ma tondeuse) qu'une batterie va fonctionner régulièrement pendant un certain temps et s'écrouler en un temps très court. Donc ceci me semble contradictoire et je ne comprends pas comment on peut définir le pourcentage de charge d'une batterie.
    C'est donc typiquement ce que vous observez.
    Le SOH est rarement indiqué pour les batteries au plomb sur une machine grand public et quand il l'est c'est très superficiel comme principe puisque ce basant principalement sur le niveau de tension à vide, sans tenir compte de la température ni du nombre de cycles réalisé.

  29. #23
    lodeli

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    .
    C'est sur. Entre le SOC et le SOH on a vite fait de se perdre.
    J'ai beaucoup utilisé de batteries de type AA. Mais entre les neuves mal chargées et les vieilles chargées à fond mais qui ne tiennent pas, c'est trop compliqué à gérer. Du coup j'ai laissé tomber et je suis revenu aux bonnes vieilles piles qui coûtent un bras (je ne suis pas encore manchot )

  30. #24
    invite03481543

    Re : Connaître la charge restante dans une batterie

    Il faudrait donc commencer par utiliser de vrais chargeurs ou les bons accus
    Un accu avec 1.2V nominal ne remplacera jamais une pile 1.5V, nous en avons déjà parlé sur le forum.

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