Gérer une alimentation pour charger une batterie Li-ion et alimenter un autre système en même temps

[Mondemen]

Bonjour,

J'ai besoin d'aide pour réaliser un système sur batterie (Raspberry PI, Arduino, moteur, etc...). Mon problème est simple, j'ai fabriqué une batterie 4S2P (14,8V 4400mAh) avec un BMS, jusque là pas de soucis, j'ai fait un chargeur avec une alimentation 12V 4A associé à un buck converter réglé sur 16,8V a 3A max. Je souhaiterai charger ma batterie à 2A pour la charger à vitesse normal et garder sous le coude 1A pour alimenter le système à coté en même temps pour qu'il n'y ai aucune interruption pendant la charge.

Hors, il me semble que si je ne fais rien, la batterie risque de vouloir pomper les 3A dispo (au risque de ce faire du mal) et de ne plus rien laisser au système ce qui le ferai s’éteindre (ce qui n'est pas souhaitable).

Est ce que ce sera le cas ou pas ? Un petit circuit est t'il faisable pour limiter la consommation de la batterie sans pour autant limiter à 2A le courant de décharge (car le système sera amener à consommer plus de 2A en fonctionnement sur batterie). J'ai vu un système simple avec seulement une résistance et une diode et la résistance ne ferait que quelques ohms, mais vu le courant qui passera, il en faudra une grosse pour dissiper toute la puissance, et la diode sert pour la décharger en bypassant la résistance. J'ai vu d'autre système plus complexe avec les regulateurs de tension et co. mais je n'arrive pas à comprendre comment l'appliquer.

J'ai donc besoin de vos lumière pour résoudre ce problème très "bête" en apparence mais qui me bloque actuellement.

Merci d'avance
-----

[Exotique]

Bonjour et bienvenue,

j'ai fait un chargeur avec une alimentation 12V 4A associé à un buck converter réglé sur 16,8V a 3A max.

Oulala! plutôt un boost dans ce cas, si tu abaisses la tension tu utilises un buck, sinon si tu élèves, comme tu le décris, c'est forcément un boost.

Une batterie n'a pas vocation à limiter son courant en utilisation dite "normale", le load prend ce qui lui est nécessaire.
La batterie, et en l'occurrence le BMS protègera uniquement au delà d'une valeur de courant jugée dangereuse pour l'intégrité ou la longévité du pack.
La limitation du courant doit se faire coté utilisation ou chargeur et uniquement là.
Tu peux par exemple avoir 2 sorties sur ton chargeur, une pour la charge de l'accu et une pour alimenter ce que tu veux, les 2 sorties seront indépendantes.
Le chargeur doit être en mode CC-CV, donc tu règles un CC à 2A et CV à la valeur max d'un 4S => 16.8V et une sortie alim séparée autorisant 1A max, c'est tout.

[Mondemen]

Bonjour,

Merci de ta réponse

En effet, j'ai confondu le nom du module, c'est un buck boost converter que j'ai (https://www.amazon.fr/gp/product/B07...?ie=UTF8&psc=1), j'ai vu que c'était souvent utilisé pour faire des chargeurs li-ion, pour pouvoir tout régler.

Néanmoins, je du mal à comprendre le

Une batterie n'a pas vocation à limiter son courant en utilisation dite "normale", le load prend ce qui lui est nécessaire.

ça veux dire que si mon système consomme du 500mA avec un chargeur qui envoi du 3A, le système prendra bien ses 500mA et le reste partira vers la batterie ? Il y a une sorte de priorité basse pour les batteries ?

Pour le cas des 2 sorties du chargeur comment procéder, j'ai du mal à voir ?

Là tu m'as décris la phase de charge, donc la batterie recevra 2A au max, mais à l'inverse, lors de la décharge, est ce que la système pourra tirer plus que les 2A limités du chargeur ? Ou est ce qu’il faut un autre mécanisme pour la phase de décharge.

En résumé, je souhaite juste faire un robot autonome capable de retourner sur sa base pour se recharger quand c'est nécessaire, au final, je me rapprocherai plus d'un smartphone ou d'un PC portable, qui continue de fonctionner normalement quand il est branché et ceux avec un seul chargeur.

J'ai vraiment beaucoup de mal a comprendre la "science" des batteries, merci de ton aide

[f6bes]

Bjr à toi, Heu réfléchit à COMMENT (par exemple) fonctionne un chargeur de batterie.
Rien n'interdit de charger une batterie et d'avoir en paralléle sur le chargeur un autre consommateur.

C'est un fonctionnement en tampon en sorte .
Cela reste valable dans la limite de ce que peux délivrer le chargeur.
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[Mondemen]

Bonjour,

Justement j'y réfléchi, mais actuellement, je n'arrive pas a savoir si une batterie va absorber tout le courant disponible au risque de ne plus rien laisser au reste du système ou si le système va prendre ce dont il a besoin et le reste sera pris par la batterie. C'est sur ce point que je bloque en fait.

Comme j'ai dit, dans mon cas, je souhaiterais limiter la charge de la batterie a 2A mais le chageur fournira maximum 3A pour laisser 1A de marge du reste du système, que ce passera t'il dans ce cas ?

Merci

[f6bes]

Remoi, Faut éviter de se prendre la tete.
Pour cela rien ne vaut d'essayer!
Tu mets ta batterie en charge et en paralléle tu rajoute ton "consommateur" 500 mA. (ne serais qu'une lampe 12v)
Elle s'éclaire...ou pas !!
Les zélectrons ne vont pas dire...on oublie la lampe !
bonne soirée

[Exotique]

Comme j'ai dit, dans mon cas, je souhaiterais limiter la charge de la batterie a 2A mais le chargeur fournira maximum 3A pour laisser 1A de marge du reste du système, que ce passera t'il dans ce cas ?

Si tu ne tires rien coté utilisation les 3A iront vers la batterie, puisque le courant délivré par ton chargeur est censé être constant durant les 2/3 ou 3/4 de la charge.
Si tu dérives 1A par l'utilisation alors il ne restera plus que 2A qui iront vers la batterie, c'est une simple application de la loi des noeuds.
En fin de charge le chargeur passe en tension constante et le courant décroît, à la fin de la charge le chargeur débitera uniquement le courant de l'utilisation, la batterie ne sera plus sollicitée et restera en tampon comme le dit f6bes si le courant de l'utilisation venait à augmenter brutalement par exemple.
Généralement les accus lithium tolèrent assez bien une charge prévue à l'origine pour 2A et qui passe à 3A, tout dépend du modèle de la cellule mais un pack de 4.4Ah accepte facilement 3A de charge.

[Mondemen]

Ça commence à être plus clair dans ma tête.

Donc si je résume, la batterie, en mode charge, prendra ce qu'il reste de courant disponible et en quelque sorte ce servira après que le système ai consommé ce qu'il avais à prendre. Donc si le système consomme 500mA des 3A disponible, le système va prendre ce dont il a besoin et le reste ira directement dans la batterie (si elle a besoin de ce charger) ?

Dans le sens inverse, si le système devait pour une raison ou une autre consommer du 5A, le système prendrai les 3A dispo par le chargeur et en plus de ça prendra 2A de la batterie ce qui la déchargera (sans dépasser les limites imposer par le BMS) ?

Si c'est bien ça, il n'y a donc aucun système particulier à mettre entre le chargeur (le buck boost converter) et le reste, en branchant le chargeur; le chargeur, la batterie et le reste du système sera en parallèle ?

Si on me confirme ça, c'est parfait, je pourrais continuer sereinement mon robot

[DAT44]

Bonjour,

J'ai besoin d'aide pour réaliser un système sur batterie (Raspberry PI, Arduino, moteur, etc...). Mon problème est simple, j'ai fabriqué une batterie 4S2P (14,8V 4400mAh) avec un BMS, jusque là pas de soucis, j'ai fait un chargeur avec une alimentation 12V 4A associé à un buck converter réglé sur 16,8V a 3A max. Je souhaiterai charger ma batterie à 2A

bon déjà la, il y a un truc pas logique, si tu souhaite chargé a 2A, il faut que le convertisseur soit réglé a 2A, non ?

En plus a 3A tu a 16.8 x 3 = 50,4 W avec un rendement de conversion de Dison 85%, tu a une conso de 50.4 / 0.85 = 59,29 W, soit beau coup plus que ce que peux fournir ton alim (12 x 4 = 48 W) ...

pour la charger à vitesse normal et garder sous le coude 1A pour alimenter le système à coté en même temps pour qu'il n'y ai aucune interruption pendant la charge.

comme ton alim était déjà a genoux avec la charge de l'accu, la, c'est archi-cuit !

[Mondemen]

Bonjour,

bon déjà la, il y a un truc pas logique, si tu souhaite chargé a 2A, il faut que le convertisseur soit réglé a 2A, non ?

En plus a 3A tu a 16.8 x 3 = 50,4 W avec un rendement de conversion de Dison 85%, tu a une conso de 50.4 / 0.85 = 59,29 W, soit beau coup plus que ce que peux fournir ton alim (12 x 4 = 48 W) ...

C'est pour l'exemple, c'est surtout pour savoir comment ce comportera le système avec la batterie en charge. Je pense que je vais limiter l'alim à 2A ce qui sera suffisant et au pire, ça chargera moins vite ce qui n'est pas trop grave dans mon cas (au pire, je pourrai changer l'alim pour une plus puissante un jour).

J'ai juste besoin d'une confirmation qu'il n'y a besoin de rien de plus pour faire un chargement et un utilisation en simultané comme dans le résumé que j'ai fait dans mon message précédent.

[Exotique]

Ça commence à être plus clair dans ma tête.

Donc si je résume, la batterie, en mode charge, prendra ce qu'il reste de courant disponible et en quelque sorte ce servira après que le système ai consommé ce qu'il avais à prendre. Donc si le système consomme 500mA des 3A disponible, le système va prendre ce dont il a besoin et le reste ira directement dans la batterie (si elle a besoin de ce charger) ?

C'est ça.

Dans le sens inverse, si le système devait pour une raison ou une autre consommer du 5A, le système prendrai les 3A dispo par le chargeur et en plus de ça prendra 2A de la batterie ce qui la déchargera (sans dépasser les limites imposer par le BMS) ?

Oui.

Si c'est bien ça, il n'y a donc aucun système particulier à mettre entre le chargeur (le buck boost converter) et le reste, en branchant le chargeur; le chargeur, la batterie et le reste du système sera en parallèle ?

Oui quand la charge est branchée du même coté que l'utilisation.
Dans la pratique on évite de faire comme ça, sauf cas particulier.
Dans ton cas ça ne pose pas de problème selon ce que tu indiques.

[f6bes]

Ça commence à être plus clair dans ma tête.

Donc si je résume, la batterie, en mode charge, prendra ce qu'il reste de courant disponible et en quelque sorte ce servira après que le système ai consommé ce qu'il avais à prendre. Donc si le système consomme 500mA des 3A disponible, le système va prendre ce dont il a besoin et le reste ira directement dans la batterie (si elle a besoin de ce charger) ?

Remoi, Dire...." se servira APRES....", n 'est pas la vérité me semble t il !
Les deux se serviront en MEME temps.Et si ça dépasse les possibités du chargeur...c'est lui qui devrait
se mettre en sécurité (le cas échéant) ou limiter le débit ( si débit choisi ).
Bonne journée

[Exotique]

En même temps mais pas avec les mêmes besoins pour la batterie et pour une utilisation sur une charge de type résistif qui aura une puissance plus ou moins constante selon la tension à ses bornes.
La batterie est toujours en acceptation de courant jusqu'à sa fin de charge, le load coté utilisation peut voir son courant varier mais restera relativement constant (un éclairage par exemple).
Le chargeur doit être nécessairement à courant constant, si c'est une alim par contre elle va se "coucher" aussitôt si la batterie est bien déchargée car elle réclamera tout le courant que pourra fournir la source et sera uniquement limité par la sécurité en courant de charge du BMS ou le fusible du BMS si il n'y a pas de protection en courant de charge.

[Mondemen]

Le chargeur (donc le buck boost converter) sera réglé sur 16,8V à 2A ou 2,5A (il faut encore que je le détermine). Ma seule préoccupation est que le système derrière continue de fonctionner normalement lorsque la batterie est en charge, ma crainte c'est juste que la batterie, si elle est bien déchargée, prenne tout le courant et ne laisse plus rien au système.

Si vous me dite que ça le fera (genre le système consommera maximum 500mA) alors ça me va, auquel cas, savez-vous comment éviter à la batterie de "siphonner" tout le courant en ne laissant plus rien au système. Que font les smartphones ou les PC portables pour qu'on puisse continuer à les utiliser en charge ?

Dans la pratique on évite de faire comme ça, sauf cas particulier.

A quel système penses-tu par curiosité ?

J'ai beau chercher partout un système du genre sur internet, qui en apparence est simple (d'autant plus que tout le monde en a sur soit), mais rien, je trouve pas, ou alors je cherche pas avec les bon terme (c'est possible)

Merci

[f6bes]

REmoi,
Tu es vraiment septique !
Ca ne se passe pas comme ça dans la vrai vie !! (la batterie "siphonne" TOUT)
Si tu as un consommateur en paralléle de ta batterie..... d'aprés toi il va se passer quoi !
Les zélectrons vont ignorer le "consommateur" supplémentaire !!
Ce n'est pas POSSIBLE.
La seule chose à faire attention c'est que la tension au bornes du " consommateur" ne soit pas trop supérieure
à sa tension de service.

C'est pas trés compliqué de faire un essai.....en vrai !!

Ca s'appelle un fonctionnement en tampon.
J'ai eu utilisé des batteries NI MH de puissance pour alimenter des émetteurs radio.
Le chargeur était en permanence sur les batteries AINSI que les émetteurs.
En cas de coupure de courant j'avais un lap d'autonomie.
Au retour du courant EDF les batteries se chrgées et les émetteurs fonctionnaient en MEME TEMPS.
Bonne soirée

[Exotique]

Ma seule préoccupation est que le système derrière continue de fonctionner normalement lorsque la batterie est en charge.

Dans ce cas il faut faire les choses normalement à savoir une entrée dédiée à la charge et l'autre pour l'utilisation.
Ce que je t'ai expliqué dès le début.
C'est la seule façon de garantir en toutes situations.

Que font les smartphones ou les PC portables pour qu'on puisse continuer à les utiliser en charge ?

Ils ont été pensé en conséquence, exactement tel que je l'ai décrit.
La charge et l'utilisation se doivent d'être indépendantes sur du lithium si on veut un fonctionnement et une durabilité optimisés.
Rien à voir avec les applis NiMh ou NiCd citées plus haut par exemple.
L'usage en tampon reste un bricolage pour le lithium qui doit toujours être pensé système.

[Mondemen]

Salut,

Bon j'ai compris que ce sera pas ci évident que ça malgré la "simplicité" du système vu qu'on a retrouve partout. Je vais donc surement faire comme tu la dit Exotique (à moins qu'une autre idée arrive), une alimentation double.

J'ai pensé donc mettre de buck boost converter dans le robot (ce qui m'embête car c'est gros, plus gros que ma Raspberry PI zero), mettre ce converter avec les autres buck converter en parallèle (je vais limiter leur nombre au maximum, sinon je vais perdre de l’énergie a cause d'eux) et je comptais "bypasser" le buck boost converter de la batterie pour la décharge, car ça peut aller que dans un seul sens.

J'ai pensé à une simple diode schottky (du 50V 10A que j'ai en stock) entre le Vin+ et le Vout+ pour que la décharge puisse ce faire (par besoin sur le Vin- et Vout- car j'ai vu au multimètre que c'est directement lié, comme j'ai egalement pu le voir sur différent schematic de module).

Pensez-vous que c'est jouable pour enfin avoir un système de batterie comme je veux ?

Merci

[Exotique]

Mon problème est simple, j'ai fabriqué une batterie 4S2P (14,8V 4400mAh) avec un BMS, jusque là pas de soucis, j'ai fait un chargeur avec une alimentation 12V 4A associé à un buck converter réglé sur 16,8V a 3A max. Je souhaiterai charger ma batterie à 2A pour la charger à vitesse normal et garder sous le coude 1A pour alimenter le système à coté en même temps pour qu'il n'y ai aucune interruption pendant la charge.

Si on reprend depuis le début pour y voir plus clair:

1/ tu as fabriqué ta batterie avec un BMS ou tu as acheté une batterie équipée d'un BMS?
2/ tu as besoin d'un chargeur 16.8V que tu peux acheter tout fait et qui se branche sur le secteur.
La partie alim pour la partie application peut être sur une entrée indépendante de la partie charge, avec un aiguillage à MOS c'est assez simple à mettre en place, la priorité sera à l'alim pour la partie application et la charge se fera indépendamment.
Maintenant si tu fais ton propre chargeur et que tu fais un buck-boost c'est probablement que tu utilises une source type batterie 12V.
Dans cas part d'une source plus basse ou plus haute et fait respectivement un boost ou un buck, ça simplifiera le DC-DC et tu en profites pour faire une sortie supplémentaire avec un DC-DC adapté à la consommation de la partie appli.

Dans tous les cas il faut que tu ajoutes une commutation automatique qui isolera la charge d'un coté et de l'autre l'alimentation de ton engin.
Quand tu débrancheras le chargeur et l'alim il faut que la sortie batterie soit directement relié à ton appli.
Les diodes sont toujours à éviter sur une solution batterie, je le dis souvent ici, préfère des MOS, il faut exploiter toute l'énergie possible et donc éviter les pertes et cumuler des rendements.
Le rendement global n étant toujours le produit des rendements... n=n1*n2*...n(x)

[Exotique]

Si tu avais fait ton propre BMS tu te serais arrangé pour avoir 2 chemins, un pour la décharge et un pour la charge, ainsi tu n'aurais eu aucun courant vers l'application durant la phase de charge, tu serais naturellement isolé.
Si tu as besoin d'alimenter ton appli pendant la charge tu prévois un connecteur dédié à alimenter ton appli et uniquement elle.

[Mondemen]

Alors j'ai fabriqué ma batterie, en achetant des accus, des supports et un BMS supportant 30A.
Pour le chargeur, je suis partie sur ce que j'ai pu voir un peu partout, c'est a dire un buck boost converter réglé à 16,8V et (pour l'instant) à 2A.

L’alimentation je ne l'es pas encore achetée, je pense peux être prendre une chargeur de PC avec une bonne puissance, mais j'y suis pas encore.

Pour l'instant, je suis prêt a changer le système en ce qui concerne le chargeur si il le faut (je suis encore en phase breadboard donc pas encore a l'assemblage final)

Tu parles "d'aiguillage à MOS" ? en quoi ça consiste ? aurez tu un lien qui explique comment en réaliser un et comprendre (surtout) le fonctionnement ?

Dans cas part d'une source plus basse ou plus haute et fait respectivement un boost ou un buck, ça simplifiera le DC-DC et tu en profites pour faire une sortie supplémentaire avec un DC-DC adapté à la consommation de la partie appli.

Comment est ce que je peux faire pour ajouter une sortie sur mon buck boost converter ?

Je commence vraiment a être perdu et j'ai peur que ça me conduise a faire une grosse pause ou un abandon du projet :/

Merci

[Exotique]

Il ne faut pas te décourager.
Généralement on s'imagine que ça va être une formalité et dans ce domaine particulier il faut toujours avoir cette devise à l'esprit:
"Le diable se cache dans les détails".
Qui est vrai dès que tu fais le moindre design avec un peu d'exigence, c'est juste le métier qui rentre

Je te ferai un dessin dès que possible.
Essaye de m'estimer la consommation de ton engin qui serait à alimenter pendant la charge.

@+

[Mondemen]

Merci beaucoup pour ton aide, j'apprécie beaucoup

Je suis développeur web/software de métier, et il m'en faut pour me décourager normalement, mais la ça commence a faire beaucoup (j'ai d'autres petits soucis dans mon système mais je pense pouvoir les régler tout seul ^^)

En ce qui concerne la consommation, je l'estime a pas plus de 200mA (300mA en prenant un peu de marge). C'est principalement une Raspberry Pi zero et une Arduino Mega connectée en USB à la Raspberry. En terme de composant branché dessus, il y en aura pas mal mais désactivé pendant la charge (comme des 2 moteurs, des détecteurs d'obstacle IR, etc..).

Merci beaucoup

[Mondemen]

Bonjour,

Je reviens vers toi Exotique concernant le dessin que tu voulais me faire, j'ai continué mes recherches de bon coté mais rien de bien intéressant :/

Je me suis néanmoins penché sur les module TP4056 (que j'avais essayé d'utiliser au début du projet jusqu'à ce que je me rende compte que ça n'était pas très puissant pour ce que je veux faire). J'ai essayer de voir les schematics et potentiellement refaire la partie du circuit qui m’intéresse mais c'est plus complexe que ce que j’imaginai :/ Du coup je pense que c'est une mauvaise piste malgré que ce module soit très séduisant sur le papier.

Entre temps je suis aller sur d'autre partie de mon projet le temps de trouver une solution pour l'alimentation mais il est temps de revenir sur ce qui me bloque, donc si quelqu'un d'autre a une idée, je suis preneur.

Merci

[Mondemen]

Bonjour,

Je me permet de relancer ce sujet étant toujours sans réponses. J'ai vu que le système que je souhaiterai intégrer s'appel un "load sharing". Malgré mes très nombreuse recherches, je n'ai n'est trouvé aucun schéma ou aucun module "simple" à utiliser. Je ne comprend toujours pas pourquoi un système aussi répandu que ça (smartphone, PC, voiture, etc...) ne soit pas aussi accessible sur internet, j'ai vraiment besoin d'aide que je pense que ça pourrait d'aider beaucoup de personne voulant créer des choses sur batterie custom.

En espérant avoir une réponse.

Merci.

[nornand]

bjr ca fait 6 mois , j’espère que tu as trouvé des schémas et des modules sur internet pour le reste de ton projet .

[Mondemen]

Bonjour, et bien non, justement, rien de rien, aucun schéma au module "simple", pour les schémas, j'ai juste pu apercevoir des chose relativement complexe.
J'espère que quelques-uns pour aider de manière simple. Merci

[Antoane]

Bonjour,

Si la consommation n'est que de 10 % du courant de charge (200-300 mA vs 2 A), il doit être possible d'aller au plus simple et d'utiliser la batterie en tampon, sans passer par un circuit intelligent gérant la commutation des chemins de courant.

[zibuth27]

hello,

Sonnenschein donne quelques indications pour l'utilisation d'une batterie Li en tampon

voir http://www.hackerschicken.eu/www/ele...terie_moto.pdf au § 5.5

saluts