Equillibrage et BMS: Cas des batteries Bosch

[mweber]

Bonjour à tous,

Ayant lu avec avidité le sujet épinglé : "[Energie] Discutons des batteries lithium. Faire? Pas faire? Et la sécurité?" (Merci Hulk!), et réparant / fabriquant depuis quelques temps des batteries à base de Li-ion, j'utilise la recette habituelle BMS avec équilibreur intégré et module de charge CC - CV (ou sinon le chargeur d'origine).

Étant équipé de Bosch bleu 18V électroportatif, j'ai été étonné de constater que ceux ci sont uniquement composés de 5 cellules (a prioris des UR18650RX rouges de 2 Ah fabriqués par Sanyo) montés en série. Pas de "fils" reliant chaque cellules à un éventuel BMS.

Il y a dans la batterie en plus : une sonde de température et un petit circuit qui affiche avec 3 leds l'état de la charge.

La protection Température, courant max décharge et tension batterie basse se fait dans la visseuse (par ex). La protection courant de recharge et protection température de recharge se fait dans le chargeur.

=> Équilibrage ? Tension basse et haute par élément ?

Au vu de mes recherches, les éléments utilisés sont suffisamment homogènes et de bonne qualité pour ne pas nécessiter d’équilibrage, et force est de constater que c'est vrais vus les utilisations intensive que j'en fais !

Idem pour la batterie de ma tondeuse à gazon 36V/ 1,3 Ah (bosch "vert") constituées de 10 éléments en série des INR18650-13Q de couleur verte.


J'ai souvent remarqué qu'en modifiant des accus NiCd pour les passer en Li-Ion, même avec des éléments prévu pour débiter 16 ou 20A, les BMS de base (chinois) coupent la machine par tension d'un des éléments de la batterie trop basse, pour peu que l'on force un peu (pas non plus des tonnes !).

Bosch, et d'autres comme Lidl, ont t'ils par là même, contourné ce pb ?

Merci et a bientot !

Matthieu
-----

[Bitrode]

Bonjour,
Vous êtes fin observateur, c'est assez rare pour le souligner.
Ils ont surtout contourné le problème du prix.
L'équilibrage n'est aujourd'hui pas un requis sécuritaire, il permet juste d'augmenter la durée d'usage de votre batterie à un niveau d'énergie emmagasinée plus stable dans le temps.
Sans équilibrage les différentes cellules finissent par diverger suffisamment pour que le temps d'utilisation devienne de plus en plus faible et que vous finissiez par changer l'accu.
C'est une forme d'obsolescence programmée si vous préférez.

En gros, ils contournent un facteur qui n'est pas contrôlable par le laboratoire de certification, en réalité le risque qu'une cellule diverge dans la chaîne devient important après plusieurs centaines de cycles, c'est un risque réel qui conduit par exemple à avoir pour les solutions "pouch" des risques de gonflements et d'éclatements.
Typiquement ce que j'ai pu observer sur des enceintes bluetooth portatives réputées, que je ne nommerais pas.
Les cellules cylindriques en acier quant à elles sont moins à risque, elle contiennent un évent qui permet de dégazer en cas de surcharge, donc de prévenir avant sinistre, mais le danger est tout aussi réel.

Ce sont des économies de bout de chandelle qui ouvre une faille de sécurité à long terme et met aussi le doigt sur des failles dans la certification.
Il y en a d'autres que nous connaissons bien, il faut malheureusement des accidents pour faire évoluer les normes... là où d'autres épluchent les protocoles de certification pour gagner des centimes.
La cigarette électronique est un exemple de tout ce qu'il ne faut pas faire en matière de lithium, ça explique aussi pourquoi il y a tant d'affaires devant les tribunaux et de gens handicapés à vie.
Ainsi va le monde...

[mweber]

Bonjour et merci pour le compliment

Effectivement je comprends...

j'imagine que ce genre de montage ne convient pas trop pour les LiPo qui sont très chatouilleuses en cas de surcharge d'un des éléments ! (J'ai déjà fait des bêtises involontaires avec le Li Ion et je me dis qu’heureusement je ne jouais pas avec des LiPo !! )

Maintenant, je me demande si le fait de charger les batteries à 4,2V / élément n'est pas plus préjudiciable pour leur durée de vie (perso je préfère limiter à 4V voir 4,1V) qu'une absence d’équilibrage. (Ou alors les 2 vices s'additionnent au rythmes des cycles pour bousiller la batterie).

Mais d'expérience j'avais un PC DELL avec 2 batteries identiques utilisées quotidiennement.
La batterie N°1 restait le jour en permanence dans le PC, lui même branché sur le secteur.
La batterie N°2, était chaque soir rechargée à fond puis de suite utilisée (100% => 30%), puis remplacée par la 1ère (je rebranchais le PC sur le secteur).

Au bout de seulement 4 mois : Bat 1= 30 min d'autonomie, Batt 2 = 2H30 (...soit sa capacité d'origine !)

Destruction rapide et sans bavure by Dell ! (...y en a d'autre)

Quand on sait les impacts ressources / sociales / humaines des batteries lithium, et vu le nombre d'équipements qui charge à 100 % leur batteries (et donc limitent sacrément les cycles de charge / décharge) ça gonfle !

(Simple supposition) : Il est finalement possible que Bosch néglige l’équilibrage, mais ne surcharge pas trop ses batteries après... 500 cycles de vissages / dévissage / perçages, ça laisse de quoi venir.

Vaste sujet, en constante évolution

Matthieu

[Bitrode]

Le juge de paix est la datasheet du fabricant, toujours.
Vous pouvez diminuer la tension de fin de charge à 4.1V, ça aura pour effet d'augmenter le nombre de cycle, vu que vous tirerez moins d'énergie par cycle.
La tension de fin de charge est importante mais également la qualité du courant de charge, il faut que le courant de charge soit adapté aux consignes de la datasheet et que le mode CV soit déclenché au bon moment pour que la cellule prenne le juste nécessaire en courant.
Le mode CV permet à la cellule de finaliser dans de bonnes conditions les recombinaisons électro-chimiques et de limiter la formation de dendrites.
Beaucoup charge rapidement, en fait il ne font que diminuer irréversiblement le nombre de cycles en provoquant des échauffements.
Le gradient thermique est l'ennemi n°1 d'une batterie lithium, c'est aussi pour cela que les batteries de PC, dont certains chauffent comme des baraques à frites, ne durent que quelques mois.
En principe dans les batteries de PC, en général, il y a un équilibrage passif de quelques 100mA juste suffisant pour que l'effet de dégradation soit repoussé à environ 300~400 cycles (environ 1 an d'usage au dessus de 80% de la capacité initiale).
Samsung a déjà donné dans l'économie de bout de chandelle il y a quelques années et quelques incendies de PC plus tard ils ont vite fait marche arrière.
Bosch n'est pas le seul dans les outils portatifs à appliquer cette pratique scandaleuse.
Le jour où ils auront un sinistre corporel, quelque soit la taille de leur boite, ils peuvent perdre très gros en terme d'image.
Il suffit de voir comment Yuasa* à morflé avec l'incendie du Boeing il y a quelques années ou Samsung comme je le disais plus haut.

*Pour la petite histoire c'était l'assembleur qui avait merdé (je ne le nommerais pas mais c'est S...M ), Yuasa n'y étais pour rien (mais c'est eux qui ont pris), voilà ce que c'est que de ne pas suivre les recommandations du fabricant et de se croire à la hauteur de ces problèmatiques de batteries juste parce qu'on est une grosse boite française de l'électronique ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[mweber]

Merci pour ces précisions !

Perso je charge généralement à 0,5C maximum, ça change pas la face du monde, et cela évite les échauffements.

Je regarderai en rentant les tensions de mes cellules de batterie Bosch pour voir si ils ont des différences. Le cas échéant je pourrais toujours procéder à un petit équilibrage.

Ce qui est dommage dans les "feux d'artifice" de batteries chargées à ras bord par les fabriquant peux scrupuleux c'est que: ok il se font taper, mais le client lui ...il brule au sens propre du terme !

A bientot

Matthieu

[trebor]

Bonjour à tous,
J'ai apprécié la lecture de vos remarques sur ces batteries Li-Ion et je me demande pourquoi ne pas généraliser l'utilisation des batteries NiMh moins dangereuses et pouvant être rechargées au moins 500 fois ?
Toyota en utilise sur leur voiture, je trouve que ces batteries sont trop peu utilisées sur des appareils électroménagers, de jardinage ou de bricolage,.......
https://fr.wikipedia.org/wiki/Accumu...%C3%A9tallique

[mweber]

Hello,

Le NiMh n'est pas mort, tu en as dans les brosses à dent électrique

Bon le Li-Ion à quand même ses avantages : Densité énergétique, durée de vie (si utilisée correctement), faible autodécharge (même si c'est mieux avec les dernières NiMh)

Mais, oui ta question reste quand même assez pertinente (après, je ne suis pas expert dans le domaine)

Matthieu

[trebor]

Hello,

Le NiMh n'est pas mort, tu en as dans les brosses à dent électrique

Bon le Li-Ion à quand même ses avantages : Densité énergétique, durée de vie (si utilisée correctement), faible autodécharge (même si c'est mieux avec les dernières NiMh)

Mais, oui ta question reste quand même assez pertinente (après, je ne suis pas expert dans le domaine)

Matthieu

Oui, mais l'utilisation de la batterie Li-Ion n'est que de 60% de sa capacité total, car à décharger à pas moins de 20% et à charger max 80% afin de la maintenir en bonne état pour longtemps.

[luc_1049]

Bonjour
L' absence du nimh n' est il pas lié à la valeur max du courant possible en pointe plus faible pour du nimh ?
(voir aussi la capacité rapportée a la masse.)
Je constate aussi qu'il y a moins de documentation concernant l'évaluation de la capacité résiduelle du nimh.
Par exemple chez texas c'est comme ci leur roadmap ignorait le nimh .
Qu'en pensez vous ?
Cdlt

[mweber]

Allez, je déterre mon sujet pour vous dire que sur Aliexpress on trouve des modules équilibreurs actif (via inductances) qui permet de mieux gérer nos batteries Bosch (ok faut trouver la place où le coller sur/dans le boitier !

Chercher : Carte d'équilibrage active pour batterie au lithium

https://fr.aliexpress.com/item/10050...yAdapt=glo2fra

Testé et approuvé (je fabrique également des batteries "sans bms" pour d''autres visseuses.

ATTENTION : J'ai du ajouter une diode transil de par exemple 18V (par ex: ref 1.5KE 18A ) en parallèle des connections de la batterie pour limiter les FCEM et les parasites qui peuvent détruire l’équilibreur !
Cela m'est arrivé.

Il faut prendre une transil 1,5 kW car l'énergie dissipée lors des arrêts brutaux multiples n'est pas négligeable et trop élevé pour les diodes transil en cms intégrées à ces cartes d’équilibrages.
J'ai également ajouté un fusible automobile 25 A avant d'attaquer cette diode et la perceuse.

Bien entendu la charge de la batterie doit être effectuée dans les règles.

Bon bricolages !

Matt

[zoulou_fr]

Il me semble que ces batteries sont bien équilibrées. La mesure se fait par un flex sur le corps de la batterie qui n'est pas isolé. Il n'y a donc pas de fils visible extérieurement. Voir les vidéo de démontage de batterie par exemple https://www.youtube.com/watch?v=0TGBRyaAJ6U

[mweber]

Effectivement les core pro sont doté d'un équilibrage la connexion est assez maligne d'ailleurs

De mon côté je n'ai que des batteries BOSCH pro Classiques...

Ou il n'y a pas de tel circuit