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Charge batterie lithium



  1. #1
    davidif

    Charge batterie lithium


    ------

    Bonjour,

    Afin de charger lithium-ion de tension 25,2Vdc 9Ah équipé de son BSM, je souhaite gérer ce cycle sur mon électronique.
    Fiche technique batterie B25009S1.pdf

    Celle-ci possède son chargeur : Fiche technique chargeur 24V 3A (2).pdf que je ne souhaite pas utilisé.

    Pour ceci je me suis orienté chez analog devices et fait conseillé le LTC4020
    https://www.analog.com/en/products/ltc4020.html

    Je charge sous une tension convertisseur AC/DC, j'étais partie sur du 110-240VAC/ 28Vdc mais j'ai l'impression qu'il faut que j'aille plus haut en tension pour avoir le 29,4Vdc nécessaire à la charge.

    J'ai donc commencé à utiliser LTspice pour simuler le circuit, et débuter à faire un circuit en me basant sur leur carte de dev
    schema.pdf

    Les courbes
    COURBE.pdf

    Débutant sur LTSpice (utilise spice sous cadence d'habitude) je cherche à simuler ma batterie mais je n'ai pas le modèle, je sais pas si il existe ou si je dois la modéliser.
    Je sais que j'ai pas mal résumé son modèle pour commencer en plaçant un simple condo (:

    Merci pour votre aide

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge batterie lithium

    Bonjour,

    Débutant sur LTSpice (utilise spice sous cadence d'habitude) je cherche à simuler ma batterie mais je n'ai pas le modèle, je sais pas si il existe ou si je dois la modéliser.
    Ce n'est très probablement pas une simulation pertinente, et elle sera très couteuse : charger une batterie demande un temps de l'ordre de 1 h, alors que simuler les cycles de découpage va demander un pas de calcul (variable) compris entre < 1 ns et ~1 us.
    Il est très probablement beaucoup plus pertinent d'observer le fonctionnement du circuit dans des cas particuliers (i.e. pour des SoC & SoH spécifiques) et de voir comment le circuit se comporte. Dans ce cas, un modèle de thévenin basique, éventuellement augmenté de quelques réactances, devrait suffire.

    Une autre manière de voir les choses est de se dire que les constantes de temps du montage (fréquence de découpage, temps de réponse de la régulation et des filtres) sont beaucoup plus faibles (probablement de l'ordre de quelques centaines de µs, voire de quelques dizaines ms tout au plus) que le temps de charge de la batterie.
    Une manière de simuler l'intégralité de la charge est de diminuer le temps de charge tout en conservant cette relation entre les constantes de temps, de sorte que le chargeur fonctionne toujours en "régime quasi-statique".

    Je ne sais pas quel modèle de batterie complète pourrait être le plus utile ici, mais il doit exister de la littérature sur le sujet, sur le site de AD et/ou sur le groupe LTSpice : https://groups.io/g/LTspice
    Il est possible de créer des composants passifs (inductances, condensateurs, et résistances) non linéaire : http://ltwiki.org/index.php?title=Un...ice#Capacitors

    Les simulations thermiques, qui requièrent des temps de simulation longs, se feraient de préférence avec un modèle moyenné pour le régulateur.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  4. #3
    davidif

    Re : Charge batterie lithium

    Merci Antoane,

    Effectivement, j'ai un peux trop résumé le modèle d'une batterie au premier abord (: cependant en regardant des exemples de simu de chez AD on a pas quelque chose de très compliqué non plus, juste une source de tension en faisant varié sa tension à ces borne mais à priori c'est pas encore ça.
    Exemple de AD
    exemple AD.pdf

    Courbes
    exemple COURBE AD.pdf

    J'ai donc tenté de prendre le même modèle de batterie mais sans success, mais après mon schéma et aussi légèrement différent de l'exemple, donc je vais continué à méninger.

  5. #4
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge batterie lithium

    Dans ton circuit, R6 = 0, est-ce normal ?

    Par ailleurs, les broches SW et le reste des circuits de bootstrap doivent être présents.
    Le dessin sur la première page de la datasheet n'est qu'un schéma de principe, il est inutilisable.
    Pour bien procéder, il faudrait étudier en profondeur la datasheet du composant qui est relativement complexe - même si la fonction globale est assez simple. Par ailleurs, je suggèrerais de commencer avec le fichier asc d'exemple fourni par AD, puis de le modifier peu à peu pour comprendre le fonctionnement du composant.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    davidif

    Re : Charge batterie lithium

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Dans ton circuit, R6 = 0, est-ce normal ?

    Par ailleurs, les broches SW et le reste des circuits de bootstrap doivent être présents.
    Le dessin sur la première page de la datasheet n'est qu'un schéma de principe, il est inutilisable.
    Pour bien procéder, il faudrait étudier en profondeur la datasheet du composant qui est relativement complexe - même si la fonction globale est assez simple. Par ailleurs, je suggèrerais de commencer avec le fichier asc d'exemple fourni par AD, puis de le modifier peu à peu pour comprendre le fonctionnement du composant.
    Oui ta raison, mais en fait j'ai commencé ma première simu sans savoir qu'il existait un exemple de chez AD, je me suis alors basé sur le schéma de leur carte de dev, après j'ai vu qu'ils avaient un exemple.
    Tout façon il faut que je revois ça car ma tension d'entré ne sera pas la même que prévu initialement.
    Je vais très certainement passer à 48Vdc.
    Dernière modification par davidif ; 30/06/2020 à 13h24.

  8. #6
    davidif

    Re : Charge batterie lithium

    Bonjour, je reviens après quelques consultations et recherches qui m'a amenées à envisager les composants particulièrement intéressant de chez Analog Device et notamment le LTC4013 conseillé par un de leurs technico-commercial ainsi que le LTC2944 comme gauge pour mesurer mes charges des 4 batteries qui sera utilisées pour augmenter au choix l'autonomie du système.

    Le but est de charger mes 4 batteries au maximum de son autonomie, alimenté par mon convertisseur AC/DC (48VDC) qui sera appliqué en entrée du circuit LTC4013.

    https://www.analog.com/media/en/tech...ets/4013fa.pdf
    Pour ça quelques valeurs de résistances à fixer pour sortir la bonne tension de charge (environ 29,2Vdc) et 3A via Rsens et FB.

    Aussi le LTC2944 récupérera la tension et comptage coulomb pour déterminer la charge.
    https://www.analog.com/media/en/tech...ets/2944fa.pdf

    Des tests seront fait avec les cartes de dev récupérées.

    Cependant, pour des questions de coût je pensais multiplexer le circuit de charge pour les 4 batteries au lieu de faire 4 canaux, là je sais pas si c'est judicieux.
    Pour la mesure avec le ltc2944, j'en mettrai 4 pour chacune des batteries pour une meilleur prise de mesure au plus près.

    Aussi je placerai des mosfets pour couper les décharges en dessous de 20% pour éviter de détériorer l'autonomies des batteries

    Qu'en pensez vous ?

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  10. #7
    Exotique

    Re : Charge batterie lithium

    Le LTC4020 est un bon circuit de charge, je n'ai pas bien compris votre besoin de simulation.
    Vous ne trouverez pas de modèle de cellule lithium digne de ce nom et dans votre cas je n'en vois pas l'intérêt.
    Le câblage du LTC4020 est on ne peut plus simple, tout est détaillé dans la datasheet pour le dimensionnement.
    Le plus délicat étant, comme souvent, le routage.
    Le LTC2944 n'est pas adapté à votre objectif.
    Un comptage de Coulomb n'est suffisamment représentatif de l'état de charge relatif (le RSoC).
    Je vous conseille plutôt d'utiliser une famille de circuits peu connus du grand public, la famille MAX172xx qui utilise un algorithme de type M5 et vous offrira toute la précision que vous souhaitez sans passer par une phase d'apprentissage et de paramétrages fastidieux pour un novice.
    Comme c'est le cas avec les circuits Texas.

  11. #8
    Exotique

    Re : Charge batterie lithium

    Comme Analog Devices a racheté Maxim ça ne sort pas de la famille.
    A quel rating de courant souhaitez vous recharger vos accus?
    Une alim de 48V ne se justifie pas, le LTC4020 est un buck-boost, 24V est suffisant.

  12. #9
    davidif

    Re : Charge batterie lithium

    Merci Exotique pour tes infos, que je vais voir notamment vos réfs maxim pour la mesure.

    En fait, je suis orienté sur le LTC4013 du coup, conseillé par AD mais je sais plus pourquoi je suis passer du 4020 au 4013 mais qui me semble intéressant et que je m’apprête à tester.

    Je passe par un convertisseur AC/DC 48Vdc, car en terme d'alimentation sans accu j'ai besoin de 48vdc Max pour alimenter un accessoire sous 48Vdc (45W).

    Voici la batterie à gérer :
    https://www.dropbox.com/s/qhf7hjjla6...009S1.pdf?dl=0

    charge 3A(max 4,5A) sous 29,4 Max, conseil du solise de charge à environ 29,2Vdc-29,3Vdc

    La charge ce fera en multiplexant (pilotage de mosfet) le chargeur sur 4 batteries max et piloter la décharge en fonction de l'état de charge de chacune.
    Je dois afficher la charge total sur afficheur et une led multi-couleur au dessus de chaque batteries pour identification.
    Je dois faire du hot-swap (changement à chaud de batterie) évidemment en prenant soin qu'il reste une batteries chargé en place au moment du remplacement de batteries déchargée.

  13. #10
    davidif

    Re : Charge batterie lithium

    Ha si ça y est, ça me revient (:

    Au sujet du 4020, c'était en rapport avec mon choix du début de prendre un convertisseur AC/DC de 24Vdc mais du coup je vais plutôt voter pour la tension nécessaire la plus élevé (48dc) et donc plus besoin d'un Buck boost ...

  14. #11
    davidif

    Re : Charge batterie lithium

    J'ai été voir les familles MAX172xx je tombe sur du CAN au premier abord, aurais tu un exemple de réf s'il te plait.

    Merci

  15. #12
    davidif

    Re : Charge batterie lithium

    Oups, j'ai été trop impatient ou trop vite Désolé (:
    J'ai commencer par voir le Max17261 merci.

  16. Publicité
  17. #13
    Exotique

    Re : Charge batterie lithium

    La référence a utiliser dans ton cas est le MAX17205.
    Tu trouveras tout sur cette page:
    https://www.maximintegrated.com/en/p.../MAX17215.html

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