Batteries au Lithium

Particularités

En règle générale, une batterie au lithium (LiFePo4) de tension de base 12V est composée de 4 cellules 3.2V. Ces cellules sont connectées en série pour former un pack de 12V. Il est également possible de composer des packs de 24V, 36V ou encore 48V en connectant respectivement 8, 12 et 16 cellules en série.

Contrairement à une batterie au plomb, une batterie au lithium peut être déchargée sur la totalité de sa capacité. Cela influencera, tout comme une batterie au plomb, sa duré de vie mais tous les Ah peuvent être extraits d'une cellule au lithium.

Dans la technologie Li-ion, les spécifications de tension maximum et tension minimum ainsi que les maximas de courant de décharge sont extrêmement importants. Une surcharge ou décharge trop profonde de l'une des cellules peut irrémédiablement détruire une cellule. C'est la raison pour laquelle dans une application utilisant des cellules au lithium, un BMS (Battery Management System) est nécessaire.

Cellule LiFePO4 3.2 V

BMS Cellule

Les BMS cellules sont utilisés pour contrôler la tension de chaque cellule de façon indépendante. Les cellules étant connectées en série, leur tension n'est pas forcément identique. Lors du processus de charge, la tension globale est fixée à 14.4V mais toutes les cellules n'ont pas la même tension. Le BMS cellule est donc présent afin de diffuser le surplus d'énergie de la cellule présentant la plus haute tension en "attendant" que les autres cellules aient atteint leur valeur maximum. Ceci s'appelle l'équilibrage des cellules. Ainsi, toutes les cellules seront à tension identique et aucune d'elles n'aura dépassé sa tension maximale de charge. En cas de dépassement de la valeur maximale de charge, un contact équipant chaque BMS s'ouvrira et informera au BMS headboard ou au master de l'installation que la charge doit être stoppée.

Lors d'une décharge profonde, le problème de l'équilibrage se pose également. La tension globale peut ne pas avoir atteint le minimum (10V) mais une des cellules peut avoir atteint sa valeur de tension minimum (2.5 V). Dans ce cas de figure, la décharge doit impérativement être stoppée sans quoi la cellule sera détruite. Un contact équipant chaque BMS s'ouvrira et informera au BMS headboard ou au master de l'installation que la décharge doit être stoppée.

BMS cellule

BMS Headbord

Le BMS Headboard est une carte électronique sur laquelle tous les BMS cellule sont connectés. Il permet d'ouvrir le relais de charge ou de décharge en fonction de l'état des BMS cellules.

BMS Headboard

Exemple de câblage d'un BMS

L'exemple de schéma ci-dessous explique comment connecter les BMS cellules au BMS headboard. Les détails se trouvent dans la fiche technique en fond de page.

Fiche technique BMS