Mesure capacité d’une batterie NIMH

[Vagrantin]

Bonjour,

Je m’excuse par avance si je dis des inepties, je suis débutant dans le sujet et en apprentissage par l’expérience.

j’ai un Roomba Braava d’occasion et assez rapidement j’ai eu des problèmes ou le robot passe en erreur/s’arrête après quelques minutes d’opération.
J’ai le sentiment que le problème est sur le bloc batterie qui est probablement en fin de vie, pour le confirmer je souhaite pouvoir tester cette batterie pour m’assure que ce soit bien la cause.
Pour information j’ai noté est que bloc batterie est assez chaud lorsque je le sors du produit, je me demande si ce n’est pas une information de plus sur la dégradation des batteries.
La batterie est en 7.2.v 2000mAh, et je pensais mesuré le voltage de la batterie au multimètre pour avoir une indication sur son état.
Mais lorsque je suis sur le + ( Rouge ) et le - ( Noir )de mon bloque de batterie je ne mesure aucun voltage que se soit après charge ou après quelque minutes d’utilisation, je me demande donc si je fais mes mesures correctement.
De plus cette batterie possède un 3ème file ( blanc ) que je suppose être une mise à la masse, mais je sais pas si c’est nécessaire d’en faire quelque chose pour mesure la tension en sortie de la batterie.
Ci-joint quelque photo de la baterrie en question.

BatterieMultiMètre.jpg
Connecteur.jpg
BatterieSpec.jpg

Je suis donc preneur de tous conseille pour mesurer correctement cette batterie.
Bien à vous
Matth
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[antek]

Le 3e fil correspond probablement à une mesure de température.
Si la Rumba fonctionne ne serait-ce que très peu de temps il y a à parier que la mesure est mal effectuée.

[Vagrantin]

Merci @Antek, effectivement ma méthode de mesure n’était pas bon, j’ai changer de méthode et maintenant je mesure 8.32v après une charge pleine, et 8.10v après qu’il s’arrête en erreur.
Je vais donc écarter le problème de batterie pour le moment.
Merci encore pour l’aide.
Matth.

[Pierrre]

bonjour

le fil noir du multimètre doit être branché sur COM

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,

Merci @Antek, effectivement ma méthode de mesure n’était pas bon, j’ai changer de méthode et maintenant je mesure 8.32v après une charge pleine, et 8.10v après qu’il s’arrête en erreur.
Je vais donc écarter le problème de batterie pour le moment.

La mesure de tension à vide apporte peu car elle ne renseigne pas sur la résistance interne de la batterie. Il faudrait mesurer la tension en charge, lorsque la batterie débite un courant proche de son courant de travail.

[daniel_78]

Effectivement, pour un matériel comme le Roomba, la résistance interne est le paramètre principal, il peut se mesurer sans décharge au moyen d'un milli ohmmètre qui fonctionne à 1kHz.
Une batterie usée voit sa résistance interne augmenter fortement mais les tensions à vide sont parfaites. Dès qu'il y a un appel de courant significatif, la tension s'écroule sous le seuil de décharge profonde, et le Roomba considère que la batterie est déchargée, même si ce n'est pas le cas.
La capacité en mAh ou mieux en Wh vient en second plan, elle ne conditionne que la durée de fonctionnement, or l'autonomie n'a de sens que si a minima l'appareil fonctionne ce qui n'est pas évident vu la dispersion des caractéristiques réelles des batteries vendues dans le commerce en ligne.
Il faut savoir que la majorité si ce n'est la totalité des batteries d'origine chinoise (NiMh ou li Ion) sont de pures arnaques quand à leur capacité réelle (une 2000mAh sera couramment vendue pour du 4000 mAh) et n'ont aucune spécification de résistance interne. Le rapport qualité prix semble très avantageux mais on ne s'y retrouve pas du tout.

[Bitrode]

Pas que pour le Roomba, pour TOUTES les batteries c'est le paramètre principal à vérifier pour juger de l'état de santé de l'accu.
Et cette résistance interne ne se mesure surtout pas avec un milli-ohmmètre @ 1kHz mais en faisant une mesure dynamique, car la "résistance" interne dans un accu est essentiellement une résistance dynamique (), qui évolue selon le niveau de courant, la température et bien d'autres éléments.

Suivre le bon conseil d'Antoane pour lever le doute sur son niveau de vieillissement.

[daniel_78]

Je suis d'accord, sauf que la mesure à 1 kHz décriée à tort donne justement la valeur "dynamique" de la résistance interne et non sa valeur "statique".
Physiquement une mesure "dynamique" correspond comme indiqué à l'appréciation de la dérivée locale, c'est à dire liée à de petites variations autour d'un point de fonctionnement, à l'opposé d'une mesure statique qui consisterait à évaluer la chute de tension pour un courant donné assez fort, 8A par exemple pour un Roomba
Par expérience personnelle, cette valeur n'est pas sensible à l'état de charge de la batterie, mais elle donne une précieuse indication quand au vieillissement et à la capacité de la batterie à fournir un fort courant.
Pour info les testeurs de courant de démarrage de batteries automobile fonctionnent eux aussi à 1 kHz. La raison évidente c'est que des courants de 700A pourraient souder les électrodes de mesure sur les bornes, c'est le principe des machines à souder. travailler à 1kHz permet d'apprécier la pente sans stresser la batterie.

[Bitrode]

Sauf que le demandeur ne disposera pas d'un analyseur d'état de la résistance dynamique adapté à une batterie Ni-Mh.
Le plus simple reste une mesure statique au courant nominal, permettant d'estimer l'autonomie et la courbe de décharge.

[daniel_78]

C'est vrai, un testeur de résistance interne de batterie comme le YR1030+ ou le YR1035 reste abordable (80€) et il permet la mesure de tension et de résistance interne de tout type de pile ou batterie, dans la limite d'une tension max (100V pour le YR1035). Vu le nombre de batteries et de piles que nous utilisons tous, il rend au final plus de services qu'un multimètre, mais il est encore peu répandu

Pour répondre précisément à la question de savoir si on peut décider qu'une batterie est morte ou pas avec un simple multimètre et comment faire cette mesure, il faut mener quelques calculs

Par expérience personnelle, je sais que la résistance interne doit être inférieure à 0.1 ohms pour que le Roomba puisse fonctionner correctement. D'autre part, on arrive à apprécier une chute de 0.1 volts avec un multimètre ordinaire sur un calibre de 20 volts. Donc il faudra typiquement tirer 1A, et donc utiliser une résistance de moins de 7.2 ohms pour avoir une mesure précise sur une batterie en bon état. Jusque là, pas de souci.

Cette résistance de charge doit supporter une puissance P =U^2/R . Si je prends R=5 ohms et U =7.2 Volts j'obtiens (7.2x7.2)/5 = 10.3W, ce qui est déjà pas mal mais on n'est pas encore dans le pire cas.
En effet, l'intensité du courant consommé par le Roomba atteint 7A (50W). Donc pour faire la mesure du pire cas, il faut utiliser une charge de 1 ohm qui supporte 50 watts (10€ + port chez Conrad Electronic).
En dehors de cette contrainte de puissance qui complique le problème, la manip est simple, on mesure la tension U0 à vide puis la tension U1 batterie chargée par R, et on en déduit r = (U0-U1) x R/U1.

La résistance interne max tolérable dépend du seuil de décharge complète, pour du NiMh c'est 0.9V par élément soit 5.4 volts pour la batterie qui a 6 éléments de 1.2V. Si la chute de tension atteint 1.8 volts avec un courant de 7A, soit si r>0.26 ohms, le Roomba ne démarrera même pas, car il va immédiatement demander la recharge alors que la batterie est déjà chargée à bloc, c'est la panne.

Donc Si r < 0.1 la batterie est OK, si r>0.26 la batterie est KO, entre les deux le fonctionnement est assuré avec une autonomie plus ou moins réduite.

La remarque c'est qu'il n'est pas indispensable de faire le test en pleine charge pour extrapoler la chute de tension sous la charge max (7A), mais qu'il faut une chute de tension significative pour avoir assez de précision. Donc si on n'a pas de milli ohmmètre on peut très bien faire la mesure avec un multimètre ordinaire, à condition d'avoir aussi une résistance de charge comprise entre 1 Ohm/50W et 10 Ohms/5W. Plus la batterie est mauvaise et plus la mesure est facile.

[daniel_78]

Pour ce qui est de l'autonomie, le plus simple c'est d'utiliser un mini testeur USB comme le AT35 de Atorch (<20€ en ligne) qui supporte jusque 4A ou 30 volts ou 5 Watts (par exemple 7.2V/700mA) et qui intègre l'énergie qui le traverse. La mesure officielle dune batterie est généralement effectuée à 0.1C sauf indication contraire (si C= 2000 mAh I = 200mA ) jusqu'au seuil de décharge profond de 0.9V/élément soit 5.4V pour le pack.
La capacité exploitable est plus faible que cette valeur, parce que la chute de tension due à la résistance interne et au courant de décharge réel empêche d'extraire toute l'Energie disponible et d'autre part la capacité sous fort courant de décharge est moins bonne que sous faible courant.