Question test de pack batterie commerciaux: cycle charge/décharge BMS

[PsrY]

Bonjour,

Je cherche à tester plusieurs packs de batteries d'outillage électroportatif. Au-delà de la mesure de la tension pour un premier tri, j'aimerais effectuer un cycle de charge/décharge pour déterminer la capacité restante. J'aurais besoin d'un coup de pouce pour établir un protocole.

Pour la charge, je dispose d'une petite alimentation de laboratoire réglable en tension et en intensité. Je compte tout d'abord régler l'intensité à 0, puis ajuster la tension à la valeur du chargeur correspondant (j'espère trouver cette information sur le web, sinon y a-t-il une règle pour charger une batterie lithium avec son BMS en fonction du nombre de cellules ? 4,2 volts pour une 18650 multipliée par le nombre de cellules ?), et enfin régler l'intensité à la valeur du chargeur. Le protocole ne vous semble-t-il pas trop farfelu ? J'imagine que le BMS stoppera la charge des cellules lorsqu'elles atteindront leur tension maximale... dans tout les cas je ferai cela dans un endroit sur au cas où...

J'ai trouvé ce petit boîtier pour la décharge + mesure de capacité : https://fr.aliexpress.com/item/10050...d=tdAr6o73CrpS
Je cherche à effectuer une sorte de banc de décharge (donc plusieurs "loads" ou une "load" réglable) qui pourrait convenir pour une gamme de voltages + intensité de décharge telle que celle des outillages électroportatifs. J'ai besoin d'idées sur ce point-là. J'avais pensé à du fil résistif + ventilateur et éventuellement plusieurs points de contact le long de la bobine, mais je me demande si je ne suis pas hors piste et qu'il existe quelque chose de beaucoup plus simple, ou alors que c'est une mauvaise idée... Sinon, un moteur de perceuse sans fil avec une tension de fonctionnement >= à la tension de la batterie, mais l'inconvénient est le bruit...

Pour résumer, l'idée serait de charger une batterie de perceuse, par exemple via l'alimentation de labo, puis de la décharger sur une sorte de banc de décharge qui, dans l'idéal, serait réglable entre 12 et 24V (avec différentes intensités de décharge si possible), voire plus si c'est facilement réalisable (tant qu'à faire).

Merci d'avance pour tout conseil / explication car j'ai rien compris / aide pour un protocole !
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[Piefra]

Bjr

Faire un banc de test , oui , apres le test du pack , quid du pack ?

Le but est d’identifier le meilleur pack pour un choix de perceuse ?
De recuperer une perceuse fonctionnelle ?
Ou bien de recuperer des cellules ?

Un pack peut etre mauvais dans une perceuse
car pas assez de tres fort courant pour assez de couple
Ou bien pas assez de courant sur une longue periode ( plein de trou a faire )
Mais le meme pack peux etre tres bien pour faire tourner une pompe ( courant plus faible ) pendant plusieurs heures

L’usage final du pack est donc utile a la definition du test

Perso je mesure la capacite restante d’une 18650 avec un dechargeur maison , avec 2 aop en comparateur
1 pour garder un courant de 500mA dans un shunt qui pilote un fet
L’autre pour stopper la decharge quand la tension est au mini 2,8v
via un relais qui en 2eme contact pilote aussi une pendule a pile qui totalise les heures
Et permet un calcul des Ah et de le comprarer a la datasheet

Cdlt

[gextor]

Salut PsrY,

J’imagine que tu fais allusion à des batteries au lithium. En général, leur capacité correspond à celle des cellules internes et de leur assemblage (série, série / parallèle). Idéalement, il faudrait connaitre leurs caractéristiques et celles de la batterie.

Voici sur quelle base un fabricant mesure généralement la capacité C exprimée en mAh de chaque élément :
- Température ambiante ~ 20°C
- Charge standard à courant constant égal à 0,5.C jusqu’à 4,2 V pour le Li-Ion classique, puis à tension constante de 4,2 V ; arrêt de la charge lorsque l’intensité passe sous un seuil entre 50 et 100 mA selon les fabricants. Pour le LiFePo, cette tension de charge est de 3,6 V. Il existe également d'autres types d'accus au lithium avec des tensions différentes ; je passe car leur utilisation est peu fréquente.
- Repos de 1 à 4 heures
- Décharge à courant constant égal à 0,2.C jusqu’à une tension limite spécifiée, en général 2,5 V

C’est le chargeur qui décide de la fin de charge, le BMS (PCM) n’assurant qu’une protection au cas où. Avec une alim de labo non programmable, il faudra surveiller pour stopper la charge manuellement.

Le testeur de charge doit être compatible avec la tension de la batterie et le courant de décharge.

Pour plus d'infos, se référer à la norme IEC 61960-3.

[PsrY]

Merci Piefra,

Pour donner un peu de contexte j'aimerais aider une asso a faire du réemploi. Ils sont en présence d'une quantité importante de batterie de visseuse (mais pas seulement), le but serait de trier celles encore utilisables (ex :minimum 80% de la capacité originale) pour les revendre à prix largement réduit, à des utilisateurs de la dite perceuse (la batterie sera donc utilisé avec son outil d'origine). Il n'est pas question de récupérer les cellules.

Malheureusement les packs n'ont pas les mêmes configurations (4S2P etc...)

J'ai pas compris pour ton dernier paragraphe, Je ne suis pas très chaud en électronique donc j'ai du aller googleiser les termes employés. le shunt te sert a mesurer la tension si j'ai bien compris, celui-ci pilote un transistor, jusque la ok, ensuite j'ai un peu de mal pourquoi un comparateur et pas seulement une mesure de tension + arrêt de la décharge a 2,8V. Pas assez de connaissances du coup je partirai si possible sur une solution commerciale si cela existe "ma" problématique de cyclage de packs de différente marque

[A voir en vidéo sur Futura]

[PsrY]

Merci Gextor,

Je pense pouvoir déterminer pour chaque marque de pack la configuration (ex : 4S2P de 18650), voire même trouver une fiche technique.
Pour le protocole de charge, oui, c'est bien du Li-ion. Merci beaucoup pour le protocole, je note que c'est un peu plus compliqué que ce que je pensais (ce qui est normal). Merci pour les infos. Avec l'alimentation de laboratoire, ça ne va pas être idéal. Je vais réfléchir à un moyen de couper la charge en dessous d'une intensité seuil. Si je peux trouver une petite carte qui fait déjà ça sur Amazon ou AliExpress, ce serait l'idéal.

Pour la décharge à 0,2C, je cherche un moyen de mettre en place un banc de décharge réglable (en gros, je ne sais pas encore avec quoi décharger la batterie !). En fonction de chaque batterie, c'est là où j'aurais besoin d'idées. J'avais pensé à un moteur de perceuse, par exemple, qui simulerait une utilisation normale du pack de batterie, mais le bruit risque d'être gênant. L'idéal serait quelque chose de réglable, d'une manière ou d'une autre.

Merci pour les infos que je n'avais pas comme "C’est le chargeur qui décide de la fin de charge, le BMS (PCM) n’assurant qu’une protection au cas où" + la norme IEC 61960-3, je vais aller voir.
Je suis vraiment dans la phase ou j'essaie de déterminer si cela va être possible (j'ai déjà compris que seul sans conseils c'était mort) c'est pourquoi je suis venu poster.

[gextor]

L'idéal serait un appareil comme l'EBC A20 souvent utilisé par les amateurs. Il est plus cher que le déchargeur que tu avais repéré mais il permet la charge et la décharge en CC/CV et est réglable en tension jusqu'à 30 V et en courant jusqu'à 20 A. Tu pourras trouver des vidéos sur YT.

Identifier des batteries complètes encore opérationnelles sur de la récup n'est pas gagné. Certains récupèrent plutôt cibler les cellules après désossage et tests individuels. Auraient-elles une valeur marchande, je ne sais pas ?

Bricoler des accus et batteries Li-Ion requiert un minimum de connaissances et de précautions pour bien maitriser les risques et ainsi éviter des accidents.

[gextor]

Précisions :

L'EBC A20 limite la charge à 18 V et 5 A. Il ne permettra pas de charger la plupart des batteries d'outillage > 18 V.

Pour la décharge et la mesure de capacité, ok jusqu'à 30 V et 20 A.

[Janpolanton]

Bonjour,
Je la sens mal cette idée de confier à un association le soin de faire de la récupération de batteries Li-ion...

[f6bes]

Et le client pestera pour avoir choisi de " récupérer" pour son usage des batteries...qui n'en peuvent plus.
C'est pas du...."reconditionné" !!
A+

[gienas]

Bonjour à tous

… Je la sens mal cette idée de confier à un association le soin de faire de la récupération de batteries Li-ion...

+1

Dans ce genre d’équipement, la batterie est le seul élément consommable, qui s’use et qui finit par rendre la machine inutilisable. En gros, c’est le seul élément à ne pas garder.

Mais aussi, c’est un élément dangereux

https://forums.futura-sciences.com/e...ml#post5713315

qu’il ne faut surtout pas confier à des mains inexpertes.

[PsrY]

Bonjour,

Merci pour vos avertissements. Pour répondre aux préoccupations de sécurité :

J'ai lu l'excellent PDF de HULK28, bien que je n'aie pas tout retenu dès la première lecture.
L'association stocke et envoie déjà des batteries au recyclage, dans de bonnes conditions de sécurité.
Ma méconnaissance du sujet ne reflète pas l'association, je ne suis qu'un bénévole. Je me suis proposé d'aider comme je peux pour étudier la faisabilité de récupérer certaines d'entre elles. Nous avons déjà envisagé de récupérer les cellules individuelles, mais cela semble trop dangereux et nous ne saurions pas quoi en faire. Il n'est pas question de bricoler des packs de batteries dans l'association, juste de les tester.
Il arrive que l'association reçoive des produits provenant de SAV avec des batteries en état de marche. Malheureusement, tout part au recyclage, car nous sommes dans l'incapacité de garantir avec certitude à un éventuel repreneur le bon état d'usure de celles-ci.

Pour la partie économique, l'objectif n'est pas de s'enrichir, mais de promouvoir le réemploi et d'éviter d'envoyer des packs de batteries de perceuses en bon état de marche au recyclage. D'où l'idée d'une sorte d'étude de faisabilité sur un cycle complet de charge/décharge/mesure de capacité des packs. Au final, si nous parvenons à réunir tous les chargeurs officiels, ce serait l'idéal, mais pour l'instant, nous aimerions faire quelques tests pour continuer à explorer l'idée ou l'abandonner si les contraintes (sécurité, difficulté, etc.) sont trop importantes.

Merci Gextor, je vais me renseigner sur l'appareil. Même s'il n'est pas parfait pour notre utilisation (>18V), il permettrait d'étudier la faisabilité du projet. On pas pas mal de pack de batterie en 12V aussi.

Pour ton commentaire f6bes, je ne comprend pas trop... Le projet c'est de s'assurer que les batteries sont en bon état de fonctionnement justement. Nous sommes dans l'incapacité a l'heure actuelle de le déterminer donc tout part au recyclage. l'asso vend déjà des produits réparé (gros stock de pièces détachés) avec des garanties de 6 mois à 1 an (+ SAV du coup), et cela ce passe très bien. cela va du grille-pain et des machines à café, en passant par la machine à laver, jusqu'au réfrigérateur.

[gextor]

Mesurer la capacité d'une batterie est long et fastidieux puisqu'il faut la charger et la décharger.

Pour avoir une première indication, la mesure de son impédance interne avec ce genre d'appareil permet d'avoir un ordre d'idée sur son état et de réaliser un premier tri pour un traitement de masse.

Problème, il faut disposer d'une base de données avec une correspondance de valeurs. L'idéal serait de connaitre celle à neuf puis celle < 70% de la capacité. Cette référence peut être constituée au grès des tests de capacité si vous finalisez ce projet.

A titre d'exemple, un accu Samsung 25R a une impédance ≤ 18 mΩ d'après le datasheet. A neuf, j'avais mesuré 17 mΩ. Lorsque je l'ai recyclé avec une capacité inférieure à 70 % de l'initiale, il mesurait 25 mΩ.

Attention, ne pas confondre résistance et impédance ; souvent, les deux grandeurs sont confondues. La résistance est beaucoup plus complexe à mesurer et les appareils sont excessivement onéreux.

Dans le datasheet des cellules, l'impédance à 1 kHz est indiquée. Un petit calcul selon l'assemblage , permet d'estimer celle de la batterie, en négligeant le BMS et le câblage.

Cette option mérite d'être approfondie.

[PsrY]

Merci beaucoup. Cela me paraît facilement réalisable comme mesure sur des cellules individuelles. Ma seule préoccupation pour le premier tri : peut-on réellement négliger l'influence de la circuiterie en amont des cellules sur le pack batterie (câblages, BMS, bandelettes en nickel, etc.) ? Cela restera-t-il tout de même un bon premier tri ?

Pour le calcul, j'imagine que tu parles de la façon d'associer les impédances pour calculer l'impédance du circuit final. En série : somme des impédances, en parallèle : somme des admittances (il faudrait que je me replonge dans quelques cours en ligne !
).

Le mieux serait de trouver carrément une fiche technique pour chaque pack de batterie de marques bien connues, mais je ne sais pas s'ils mettent ces données à disposition. Je vais me renseigner immédiatement. Je vais aussi passer à l'asso pour voir quelques batteries et chercher des informations à leur sujet.


Dernière chose (j'ai regardé rapidement car je décolle, je regarde plus en détail ce soir) l'appareil que tu indiques ne parle pas de mesure d'impédance (ni de fréquence d'ailleurs). Si mes souvenirs d'école sont bons, l'impédance c'est la résistance d'un circuit en fréquence ? (qui dépend de la freq d'ailleurs). pourquoi ne pas mesurer la résistance interne en DC plutôt que l'impédance a X Hz sur une cellule par exemple

[gextor]

Réponses en vrac :

Non, on ne peut pas négliger le BMS et la circuiterie puisque l’on est en mΩ. La moindre connexion fait pratiquement 1 mΩ.

La mesure d’impédance permet d’assurer un premier tri mais encore faut-il disposer de références. Par ailleurs, elle ne dispense pas d’une mesure de capacité en décharge.

Oui, l’impédance de la batterie dépend de la façon d’assembler les cellules, série ou série/parallèle.

L’appareil que je t’ai indiqué mesure une impédance puisque la mesure se fait à 1 kHz, comme tous ces appareils abordables, voir la doc. Les chinois et d’autres confondent les deux grandeurs, résistance et impédance.

Il faut bien comprendre qu’un accu ou une batterie n’est pas un composant linéaire. La résistance interne est plus difficile à mesurer. Le résultat dépend de la méthode ! La norme IEC que j’ai évoquée donne la méthodologie.

[f6bes]

"....Pour ton commentaire f6bes, je ne comprend pas trop... Le projet c'est de s'assurer que les batteries sont en bon état de fonctionnement justement. .."
Je rectifierais la phrase en disant: "... qui PARAISSENT en bon état aprés tests ".
Scénario: j'ai une vieille preçeuse portative à main ( 18v) dont les accus sont morts.
J'ai justement un petit chantier de 2 à 3 jours chez une connaissance.
Je mets en place un jeu d'accus ( récupéré pas cher chez l'association) et me voilà parti
à 15 km pour attaquer les travaux.
Au bout d'une heure, plus de jus , montage deuxiéme pack. Mais je me fais la réflexion que ça n'a pas duré longtemps.
3/4 d'heure plus tard...rebelote. Bon maintenant je suis vraiment coinçé.
Si j'avais su_, j'aurais pas venu ( air connu)
A+

[Piefra]

Bjr,

Tu dit pour revendre a pas cher ... mais meme a pas cher il faudra le pack , la perceuse et le chargeur
Revendre une truc sans chargeur d’origine est engager une responsabilite
Tout comme un truc pas fonctionnel

Un test pratique d’un ensemble me parait plus faisable qu’un diag technique purement iso
Par ex , 10 trous dans une brique en 1h me parait plus pragmatique et pourra etre affiche avec son prix comme garanti de test

Cdlt