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 BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie

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arnaud.sivert
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MessageSujet: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Sam 18 Juil 2015, 21:09

Cela fait 2 ans que je veux faire un BMS en Bluetooth ou en wifi avec une carte arduino et application smarthpnone, mais à chaque fois que je fais quelques choses, il y a un truc qui est commercialisé dans l’année plus fiable dans un beau boitier. Donc, j’attendais.
http://mercuritas.en.alibaba.com/custom_page_2/BlueTooth_and_Data_BMS.html
Il y a sur ce site nombreux BMS commercialisé…
http://liionbms.com/php/bms_options.php

Cela devrait intéresser ceux qui ont des voitures électriques
http://www.elektromotus.lt/wiki/index.php?title=BMS:_Installation_Manual

Attention : avec les pointes de touches du voltmentre de ne pas faire de court circuit d’un element

Maintenance de batteries lipofer et problèmes sur les BMS de vélo

La plupart de BMS sont analogiques (sans microcontrôleur) pour avoir plus de fiabilité, mais n’ont pas de communication série pour faire un diagnostique. Voici ce qui se vend couramment
http://bote-power.en.alibaba.com/  
http://bote-power.en.alibaba.com/product/1080301249-219491503/Protection_Circuit_Module_For_16S_Li_ion_Li_polymer_LiFePO4_Battery_Pack_PCM_L16S50_557_.html
http://www.aliexpress.com/store/product/Wholesale-free-shipping-48V-LiFePO4-Battery-SMT-BMS-SYSTEM-16-Series-30A-60A-Version-2/706375_520184117.html  
http://www.ebay.com/itm/BMS-PCB-for-48V-16S-LiFePO4-Battery-Pack-50A-10A-limit-With-Balance-Function-/161276279069?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item258cd0b91d&nma=true&si=tth2pQB7nd2HgRdOm8K0JiXFd0E%253D&orig_cvip=true&rt=nc&_trksid=p2047675.l2557
voici un schéma fonctionnel et électrique des BMS signalab qui va permettre de comprendre le fonctionnement d’un BMS et de faire sa maintenance.



http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/N/C/P/8/NCP800-D.shtml
l’ AP431  http://www.farnell.com/datasheets/608809.pdf
Voici quelques explications électroniques du montage precedent :
La résistance R8 de 40mΩ (fil résistif) est la résistance shunt qui permet de mesurer le courant de la charge et de décharge.
Si la tension aux bornes de cette résistance augmente à un certain seuil (0.2V), le transistor Q2 et Q3 se bloque. Il n’y a plus de courant de décharge.
De même, si la tension d’un élément est inferieur à 2.5V, le transistor Q2 et Q3 se bloque grâce à la sortie Do et les portes logiques NAND (0Volt sur la gate).
Si la tension d’une cellule est supérieur à 4.3V, la sortie Co est activé est bloque la charge grâce du transitor Q1. Remarque 4.3V, n’est pas du tout adapté à une batterie lipofer.
L'AP431 devient conducteur dés que sa tension de ref devient supérieure à 2.5V. Grâce au pont diviseur 100kΩ et 200kΩ,  des que la tension de l’élément est supérieur à Vref*1.5=3.75V. Donc au dessus de 3.75V, AP431 devient passant. AP431 peut supporter un courant continu de 200mA qui correspond au courant max d’équilibrage.
La résistance qui peut être mis en série avec AP431 est de 3.75V-2.5V/0.2A=6.25 Ω/0.25W
Or, avec une résistance de 33ohms, le courant dévié ne pourra être que de 40mA.

Remarque 1 : si le courant devient négatif, les deux diodes en antiparallèle des transistors Q2 et Q3 sont passantes. Les transistors ne peuvent arrêter ce courant de régénération. Même si la tension de régénération dépasse 4.3V.
Remarque 2 : s’il y a une tension d’un element inferieure à 2.5V, trop dechargé, Q2 et Q3 sont bloqués et ne permet pas de recharger.
Si un fil de chaque element n’est plus sur le BMS, alors le BMS ne permet pas d’utiliser la batterie.

pourquoi faut il 2 commandes separées (2 connecteurs) de charge et de decharge  differenciées sur les BMS ?
la commande over et under voltage est distincte pour pouvoir recharger meme si on est en sous voltage
l'autre avantage des 2 prises et de ne plus déconnecter la batterie du controllers qui provoque une grosse étincelle à cause de la charge des condensateurs

Evidement, il y a eut des améliorations par rapport au BMS de première génération maintenant, il y a le   signalabs v2.5
Lorsque l’élément a atteint sa tension de seuil, une led s’allume ce qui permet de savoir si tous les éléments sont équilibrés
Les leds sont très bien pour le dépannage et savoir si un élément est critique.
http://www.all-battery.com/protectivepcbsforlifepo4.aspx
De plus, la tension maximum par element  est passé à 3.8V.
un BMS 16S (16 élément 30A) coute environ  20 euros
https://bmsbattery.com/bmspcm/323-16s-lifepo4-bms-battery-management-system-bms-pcm.html
Difficile de trouver les schémas electroniques ?????


Avec seulement un voltmètre, il est possible de faire un diagnostic d’un pack de batterie. Donc de  savoir :
• si c’est un ou plusieurs éléments ou le BMS qui va être incriminé

Remarque : La maintenance des packs lipofer n’est pas facile, car la tension de ces éléments revient toujours vers 3.3V indépendamment de leurs taux de charge.

1 mesure à vide :
- une première chose à faire est de mesurer toutes les tensions de chaque élément de la batterie par rapport au – de la batterie. (c’est relativement facile avec le connecteur JST, ou par derrière la carte)
si c’est ok, donc pas de tension aux dessus de 2.5V et 4.3V , qu’il n’y a pas d’element gonflé, il faut tester en charge (avec un courant)

2 mesure en charge :
- Etant donné que la tension de chaque element en lipofer revient à 3.3V (voit à 3.1V fortement dechargé 3.4V fortement chargé). Il n’est pas possible de bien connaitre l’etat de charge de l’element en fonction de la tension, ni de connaitre sa resistance interne ( qqmΩ normalement). En effet, si la resistance interne d’un element est de 1Ω, une petite valeur de courant (1A) va provoquer une surtension ou sous tension, donc le BMS va s’actionner et vous n’aurez pas le temps de faire la mesure sur chaque element.
- un courant de décharge, provoquera une sous tension, ΔU=Rinterne*I
- Un courant de charge provoquera une surtension
Pour avoir le temps de faire les mesures sur chque element,  il faut donc rajouter une connectique sur le fil de masse sur la batt-:
• Puis de mettre en charge directe sur batt+ et batt- et mesurer la tension de chaque element
• Ou de mettre en décharge sur batt+ et batt- (le moteur à vide suffira 2A) et mesurer la tension de chaque element


sur le BMS, il y a 3 cas de figures de pannes :
1. Erreur d’une mesure basse tension d’un element, (impossible de decharger) (verifier la tension aux borne de la gate du transitor Q2)
2. Erreur de la mesure du courant max (impossible de decharger) (verifier la tension aux bornes de Do du NCP800 de la premiere cellule)
3. Erreur de la mesure haute tension d’un element (impossible de charger) (verifier la tension aux borne de la gate du transitor Q1, puis toutes les sorties Co du ncp800)

Souvent ce sont les transitors Q2 et Q3 qui sont mort (circuit ouvert),
Sans charge ‘deconnecteur le contoleur), il faut tester aussi les diode en anti-parallele (avec le testeur à diode), idication 0.2V
Avec la charge, S’il y a  de tension aux bornes de la gate (entre 6 et 12V) et que le controleur n’est pas alimenté alaors les transistor Q2 et Q3 sont mort

Si Q2 et Q3 sont en court circuit, votre batterie n’est plus protégé. Si il y a 0V sur la gate du transitor de Q2, mais que le controleur est toujours alimenté.


Voici une amelioration très  interressante de snikers ici
http://vae-tech.forumactif.org/t6-ameliorer-un-bms-commercial

pour verifier l'equilibrage des batteries

http://www.hillrc.com/UploadFiles/CellLog_8S.pdf


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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Ven 24 Juil 2015, 20:47

Bonjour,
Merci de tes infos. Effectivement, on trouve pas grand chose de clair et précis sur l'intérieur des BMS je trouve.
Sur ton schéma (contraste un peu faible pour moi), je crois voir qu'il faut que tous les optocoupleurs soient actifs pour autoriser la charge et la décharge. Ça doit faire une conso non négligeable ça, non ?
Pour la résistance R8, est-ce qu'il gère une tempo ? Parce que si le courant dépasse le seuil, et que l'on coupe alors le MOSFET, il n'y a alors plus de courant mesuré, donc on remet le MOSFET en route. Ca me semble assez oscillatoire..

Je cherche vaguement un BMS pour deux batteries 6s en série, uniquement pour couper la charge (la décharge est gérée par le contrôleur du moteur). Je pense que je pourrais faire ça avec un BMS 12s (par exemple sur bmsbattery.com), mais il faut ensuite faire des connecteurs.. luxueux et pénible.

Je réfléchissais à un schéma de BMS utilisant un condo, qui soit connecté (par des optomos par exemple) alternativement aux différentes cellules et à une entrée de mesure d'un microcontroleur, permettant ainsi de mesurer et d'équilibrer (en choisissant l'ordre de connexion du condo pour remettre un peu de charge d'une cellule excédentaire vers une déficitaire).. Mais les optomos ne sont pas donnés, et si on veut utiliser des optocoupleurs, il en faut 2 à chaque fois (car le courant dans le condo peut circuler dans les 2 sens). Au final, ça revient probablement plus cher qu'un BMS acheté, mais on a un micro, donc la possibilité d'afficher (via bluetooth par exemple, avec un petit module style HC-05)

Je crois que je vais utiliser une alim dc régulée en courant et avec une tension max assez précise pour ne pas surcharger, et je contrôlerai manuellement de temps en temps l'équilibrage des cellules. C'est le plus simple non ?
Avec par exemple une alim meanwell RSP75-48 réglée à 50 volts max, qui chargerait doucement à 1.6Amp des batteries 5Ah (qui apprécieront). C'est un peu trop dangereux ?
Pierre
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Ven 24 Juil 2015, 21:31

oui, il faut que tous les optocoupleurs soit actifs pour autoriser la charge et la decharge sur le schema precedent. l'AP431 a un reset, à faire après un court-circuit.
demande les schemas du BMS à leds à snikers, tout est bien pensé.
pour le bluetooth, il vaut mieux utilisé des applications sur smathphone tel que « CANion », donc emettre les données par l'intermediares d'un bus can.

c'est du lipofer ta batterie ?

pour ma part, je n'utilise pas de BMS car j'utilise les chargeurs de modelisme avec BMS intergré voir les premieres pages du post ici
http://velorizontal.bbfr.net/t17956-velomobile-electric-leiba-x-stream-iut-aisne
Mais je répare des packs ou parfois c'est le BMS qui est mort.

En voyage, j'utilise un chargeur classique que j'ai reglé en tension pour que meme si un element est en court circuit, les autres ne peuvent pas atteindre leur tension de seuil. je verifie la tension de chaque element avec un datalogger de tant en tant pendant la charge.
exemple avec 16 elements en lipofer :
tension chargeur=16*3.7-3.7=55.5V
le chargeur chargera les elements à 3.46V, donc à 95% pour des A123 lipofer


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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Sam 25 Juil 2015, 09:18

J'ai acheté 2 Turnigy 5000mAh 6S 20C Lipo Pack (le moins cher je crois). Donc pas Lipofer ?
Les petits chargeurs Modélisme permettent seulement de charger une 6s à la fois, il faut connecter beaucoup de fils, et en plus il faut une alim 12-18V pour alimenter le chargeur (donc encore des pertes).
Je préfère une alim directe 230V qui charge simplement avec 2 fils vers les batteries en série.
La question: est-ce dangereux d'utiliser une alim style RSP75-48, qui n'est pas prévue pour charger des batteries ? D'un coté, j'entends qu'une surcharge fait courir le risque d'enflammer la batterie (et le cadre du vélo en bois). D'un autre, je vois qu'il n'y a pas tant d'accident que ça malgré des utilisateurs surement pas très regardant sur ce qu'il est admis de faire..
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Sam 25 Juil 2015, 10:02

tu prends 1 alimentations de PC en utilisant la sortie 12V, (recuperables gratuitement dans un truc de recyclage informatique ecole qui a plein de vieux PC...)

les lipo sont trés instables si un element est au dessus de 4.2V, tu risques que s'a s'enflamme.
le risque est idiot par rapport au prix des batteries. un BMS ce n'est pas cher ou 1 ou 2 chargeur de modélisme n'est pas cher non plus.
En plus, tu as les connecteurs JST pour aller sur les chargeurs pour l'equilibrages

si tu as un controlleur avec regeneration, obligation d'utiliser un BMS.
les lipofer peuvent atteindre 4.2V en theorie sans probleme (sans emballement thermique), donc peuvent depasser 3.7V.

depuis 4 ans, nous (moi, etudiants...) branchons 4 connecteurs pour recharger et 6 connecteurs en 72V , ce n'est pas un problème.
c'est juste une habitude.
Grace au chargeur de modelisme, tu peux t'apercevoir si tu as un element qui deconne.

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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Sam 25 Juil 2015, 10:22

Pour l'alim directe, le but est d'avoir un bon rendement de charge (90%), car je surveille de très près ma conso électrique, et recharger 250Wh avec un rdt de 50%, je trouve dommage (et pas négligeable dans ma conso actuelle).
Les batteries sont actuellement dans le cadre de mon vélo en bois. Elles passent tout juste, et c'est pénible d'accéder au connecteurs. Elles sont bas de gamme (37Euros), et manipuler leurs fils trop souvent risque de les casser en interne, ça sent le fragile.
Je crois en effet qu'il me faut bricoler des connecteurs et fiches pour pouvoir rendre tout cela plus solide et accessible. Je vais quand même tenter l'alim directe en surveillant bien, et de temps en temps vérifier avec le chargeur de modélisme (qui affiche les tensions par cellule, et d'autres infos intéressantes comme la résistance interne par cellule, qui devrait un peu indiquer le degré d'usure de ces batteries).
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mar 26 Sep 2017, 11:53

Pour la protection des batteries et connaitre leur défaillance, il existe  maintenant un BMS avec bluetooth sur aliexpress pour 56 euros
L’application mesure le courant, et la capacité énergétique donc, il n’y a plus besoin du cycle analyst
Ce BMS numérique permet d’être configurable et de recharger sur la même prise que la décharge.
L’équilibrage sera pour un faible courant de 50mA à cause des toutes petites résistances en CMS.
"cliker sur le lien" mais il faut etre sur  inscrit sur le forum pour voir le lien qui fait 3 lignes

les soft peuvent etre telechargé ici
http://www.lithiumbatterypcb.com/%E5%8D%9A%E5%AE%A2smart-bms-software-download/smart-bms-software-download/










je savais que les chinois, le ferais pour un prix imbattable

je vais le tester, on ne sait pas si l'on peut enregistrer les courbes .csv, si il y a des courbes pour connaitre l'evolution des données ?
il y a aussi d'autres fabricants
https://fr.aliexpress.com/price/battery-bms-with-bluetooth_price.html

il y en a d'autres mais ce n'est pas le meme prix
https://www.elektromotus.lt/
https://www.elektromotus.lt/files/bms/docs/Emus_BMS_User_Manual_v.1.2.1.pdf


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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mar 26 Sep 2017, 12:09

affichage possible de la tension par élément ?
équilibrage à 50 mA sur résistances c'est pas un progrès

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Le beau temps, la bonne santé sont des états précaires qui ne présagent rien de bon.
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mar 26 Sep 2017, 21:39

Oui, il y a affichage de toutes les tensions par élément.
Zapilon toi qui voulait un BMS avec la prise de charge identique à celle de la décharge….en voici 1 et avec bluetooth.

Pourquoi, la prise de charge est différente de la prise de décharge sur de nombreux BMS ?
C’est à cause du coupe circuit de la charge (transistor) est moins performant que le coupe circuit de la décharge. Cela économise quelques transistors.

Si l’on désire un coupe circuit identique à la charge et à la décharge, il faut avoir le circuit électrique suivant :
Exemple avec  le circuit intégré DW01 dont on peut retrouver le datasheet ici :
http://www.haoyuelectronics.com/Attachment/TP4056-modules/DW01-P_DataSheet_V10.pdf


Le transistor M2 qui est commandé par OC permet de couper la charge et le courant passe dans la diode en anti-parrallèle interne à M1
Le transistor M1 qui est commandé par OD permet de couper la décharge et  le courant passe dans la diode M2

Etant donné que les diodes sont internes aux transistors, Le coupe circuit M2 doit donc supporter le courant maximal de décharge.

On retrouve se composant DW01 sur toutes les protections d’element 18650 mais ou les transistors M1 et M2 prennent le plus de place que ce petit composant prevu à la protection. Remarque : il n' y a pas protection des transistors. donc parfois, ils sont morts alors que l'element est correcte.
https://fr.aliexpress.com/item/3-7v-18650-lithium-battery-protection-board-pcm-pcb-nickel-plate-belt-plastic-base-heat-shrink/32364530420.html?spm=a2g0w.search0304.4.45.DYa3La



Voici un BMS 13S 48V qui utilise le procédé expliqué auparavant. Il faut 4 transitors pour M1 et pour M2….
il est possible de modifier ces transistors pour laisser passer plus de courant mais avec un radiateur par dessus....
mais l'evacuation des pertes dans les transistors du BMS est difficile sur les batteries de velos avec gaine thermo et boitier plastique...
remarque :Dans les specifications, il peut tenir 40A alors que dans le sujet seulement 20A ?????? le marketing  n'est pas corrélé
ici


il existe des equilibreurs dissipatifs exterieurs....à 0.5A. mais il ne font que cela et il faudra sortir une fiche jst de ta batterie.
Autant acheter un chargeur de modelisme avec un equilibreur integré.
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mer 03 Jan 2018, 16:22

Il y a en ce moment le résultat de nombreuses études scientifiques sur le vieillissement des batteries même si on ne les utilise pas…..

En effet, si les batteries ont une diminution de la capacité énergétique en fonction de leurs nombres de cycles de charge et décharge. Le vieillissement calendaire n’est pas à négligé car nos vélos électriques sont utilisés à 5% du temps, donc ils sont à l’arrêt à 95% et parfois non utilisé pendant tout l’hiver.
Voici quelques liens du Project SIMCAL:
calendar aging results obtained on a panel of 6 commercial Li-ion cells
Avec une thèse 2017 et quelques articles un peu moins récent.
thèse de 2017 Issam Baghdadi : Prise en compte des modes de vieillissement dans la modélisation des performances de batteries lithium-ion pour l’évaluation de leur durée de vie en usage automobile
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01578752/document
http://mat4bat.eu/wp-content/uploads/2014/03/Calendar-ageing-modeling-of-Lithium-Ion-batteries_Gyan_Renault.pdf
file:///C:/Users/user2/Downloads/SIMCAL_Project_calendar_aging_results_obtained_on_.pdf

aux etats unis, il y a un enorme centre d'etude sur les batteries appelé ;  
CALCE Research: Making Electronics Reliable and Cost Effective
https://www.calce.umd.edu/articles/index.html

En résumé sur le vieillissement calendaire :
Plus la température de stockage de la batterie est importante ainsi que son taux de charge et plus le batterie perd en capacité énergétique en fonction du temps et plus la résistance interne augmente.
Mais sous nos latitudes nos batteries restent inferieures à des températures de 30°C, mais avec une charge souvent de 100%. Les batteries li-NMC survivent 800 jours et les Li-fer tiennent 1600jours
En résumé sur viellissement cyclage :
La résistance série augmente mais il y a aussi la résistance autodécharge augmente et pose problème surtout lorsqu’il y a des cellules en parallèle.
Bref, toutes ces variations posent problème lors de rééquilibrage des cellules d’une batterie et fait que l’autonomie du véhicule diminue.

Suite à certaines études des cellules 18650 lithium NMC:
- 20% des cellules 18650 ont des résistances séries internes trop grandes,
- 15 % des cellules ont des résistances d’autodécharge trop grandes,
- 20% ont eut leur séparateur défectueux ou effet de dendrite qui provoque en court circuit,
- 45% ont des capacités énergétiques  de moins de 80% sans avoir des problèmes majeures sur les résistances internes.


Les trois premier cas entrainent un arrêt prématuré du fonctionnement de la batterie avec une obligation de changement de cellule.
Ce qui demande des études sur la fiabilité et probabilité ;
Si l’on utilise une loi de probabilité avec une distribution normale quel est l’écart type ? par rapport à quelle moyenne ?
https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_normale
Cela va dépendre de la chimie et de la technologie des constructeurs de la cellule…..

D’ailleurs, il y a des etudes et pleins d’articles  sur la fiabilité des batteries,
Example : Models for Battery Reliability and Lifetime : Applications in Design and Health Management
https://www.nrel.gov/docs/fy13osti/58550.pdf
Reliability and Failure Analysis of Lithium Ion Batteries for Electronic Systems
http://ieeexplore.ieee.org/document/6474788/?reload=true
A reliability-based design concept for lithium-ionbatterypack in electric vehicles
http://publicationslist.org/data/leng.feng/ref-7/A%20Reliability-based%20Design%20Concept%20for%20Lithium-ion%20Battery%20Pack%20in%20Electric%20Vehicles.pdf
Failure statistics for commercial lithium ion batteries: A study of 24 pouch cells
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316317864

mais les articles scientiques manquent de nombres de batteries en test pour faire des études pertinentes sur la fiabilité.

Malheureusement, les bigdata  ne fournissent pas les fiabilités des batteries que se soient des smarthphone, mais aussi des grands constructeurs des voitures (Tesla, ni de Renault) sur l’écart type des batteries, ni des grands stockeurs.  
C’est hyper confidentiel.  jocolor

Cela maque de transparence par les grands constructeurs de cellules ??????????    pale
Mais toutes ces études…..demandent beaucoup de temps et d’argent…..De plus en 3 ans de recherches la chimie et les isolants ont pu changer par le constructeur…..
Voici encore un exemple Thèse 2016 :
Détermination in-situ de l´état de sante de batteries lithium-ion pour un véhicule électrique
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01555463/document

Le gros problème c’est l’interaction de tous les facteurs de viellissement d’une cellule et de pouvoir les séparer pour faire un modèle globale en fonction de l’utilisation…..

Lors de la maintenance d’une batterie, l’objectif est de savoir si cela vaut le cout de changer seulement quelques cellules ou s’il faut changer  de batterie ?
Mais ce sera dans une prochaine partie.


Remarque :
L’étude de la résistance d’autodécharge  lors du vieillissement a été occultée par les scientifiques car une voiture est utilisée relativement souvent. Donc, elle ne va pas rester dans un coin pendant 1 mois de même, pour un smarthphone.
Par contre, j’ai récupérer pas mal de batterie de vélo qui sont stocker tout l’hiver et qui ne peuvent plus être rechargé car la résistance d’autodécharge à mis à 0V, un élément de la batterie.

Dans electropaedia, il y a un résumé bien vulgarisé sur les defaults et la fiabilité de la batterie mais il n’y a peu de valeur pour bien choisir ces éléments. Ce site commence a devenir une référence :
Why Batteries Fail
http://www.mpoweruk.com/failure_modes.htm
Lithium Battery Failures
http://www.mpoweruk.com/lithium_failures.htm
Battery Life (and Death)
http://www.mpoweruk.com/life.htm


Dernière édition par arnaud.sivert le Ven 05 Jan 2018, 17:51, édité 9 fois
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mer 03 Jan 2018, 19:30

Voila un petit guide maintenance fait par mes étudiants sur des batteries….

Pour réparer une batterie, il faut juste :
- un voltmètre,
- un chargeur de batterie réglable en tension et courant. Ou une alimentation réglable.
- une alimentation 4.2V pour rééquilibrer rapidement des cellules.
- un banc de charge électrique tel que des lampes H5 (5A, 12V) récupérer à la casse que l’on peut mettre en série et en parallèle pour avoir un courant de sortie de la batterie. Car à vide un vélo demande très peu de courant.
- Un cycle anayst ou enrégimenter pour connaitre l’état que prend la batterie et restitue la batterie pour connaitre son état de santé SOH (state of healt)

Imaginons qu’il n’est plus possible de la charger alors que la tension de l’accumulateur est en dessous de la tension de charge avec un BMS numérique.
Incrimination : il y a un élément en dessous de la tension mini ou un élément qui a une résistance série très importante (1 ohms) et des qu’il y a un courant alors sa tension atteint sa tension de seuil maximum.
Imaginons qu’après chaque décharge, le BMS arrête la décharge au bout de quelques secondes, malgré que la tension de tout l’accumulateur soit correcte.
Incrimination : il y a un élément qui a une résistance série très importante (1 ohms) et des qu’il y a un courant alors sa tension atteint sa tension de seuil minimale et le BMS coupe la décharge.

Dans tous les cas,
Soit c’est le BMS qui ne fonctionne plus, mesure de tension incorrecte.
Soit qu’un ou plusieurs éléments qui soient défectueux.
Donc, il faut s’affranchir du BMS, pour savoir si c’est l’un ou l’autre.

Donc, il faut mesurer la tension de chaque élément. Mais souvent les connecteurs sont petits et avec les pointes de touches du voltmètre mais ce n’est facile de faire les mesures sur certain  BMS car l’écartement entre les connecteurs est faible.
Même si certaines tensions d’élément sont très faibles et même à 0V. Il est possible de recharger mais avec un courant assez faible C/4. En effet, la résistance interne des éléments fortement déchargé est environ 10 fois la résistance interne en nominale. Donc, la batterie va avoir une augmentation de température de 10°C à 15°C.
Avec une alimentation stabilisée, il est facile de régler la limitation de la tension et la limitation du courant.


Si toutes les tensions sont revenues à la normale à 3.7V. Alors arrêter la charge et attendre la « relaxation » de  quelques minutes à 48h.
Si la tension de l’élément re- diminue à 0V, c’est qu’il y a une résistance interne de décharge trop importante ou que la capacité énergétique est nulle de l’élément. Dans tous les cas, l’élément est défectueux.

Si toutes les tensions sont presque identiques, alors poursuivent la charge avec le BMS et vérifier que l’équilibrage se fait correctement avec le BMS. Si l’écart de tension entre les éléments est relativement important, il vaut mieux charger élément série unitairement.

Apres la charge, décharger totalement la batterie, pour savoir si tous les éléments ont la presque même chute de tension pour un certain courant qui est provoqué par la résistance interne.
Pour savoir aussi si tous les éléments, ont presque la même tension lors de l’arrêt du BMS pour connaitre le SOH de tous les éléments.


Evidement, avec un chargeur, déchargeur de batterie de modélisme ont peut faire un diagnostique plus rapidement.
Evidement, avec un BMS blue tooth qui trace les courbes de chaque élément, c’est aussi facile de faire un diagnostic.
Evidement lorsque les cellules ne sont pas soudées, il plus facile de remplacer les éléments défectueux.
Evidement, des cellules qui ont une résistance interne série un peu grande pour fournir un courant important à un vélo…alors il est possible d’avoir une deuxième vie, pour de l’éclairage.

Sur ce lien, un fabriquant d’élément prismatique vend des vis et écrous….pour assembler les éléments….
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mer 03 Jan 2018, 20:09

arnaud.sivert a écrit:

Lors de la maintenance d’une batterie, l’objectif est de savoir si cela vaut le cout de changer seulement quelques cellules ou s’il faut changer  de batterie ?
Mais ce sera dans une prochaine partie.


Petit rappel : la couleur verte est réservée aux interventions de l'équipe de modération du forum. Merci d'y penser la prochaine fois.

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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mer 03 Jan 2018, 21:21

Je comprends pas tout ( voire pas grand chose)  mais que faut. Il que je fasse pour ne pas trop abîmer au stockage les deux batteries de ma douce qui s'obstine à ne pas vouloir pédaler en hiver ?
Les deux batteries n'ont pas la même origine ni les mêmes connexions 
20 ah 36 de chez déclic eco 
12 ah de chez moteuretvelo 
Je les ai stocké à 15 degrés environ dans ma cave sèche 
Une chargée à 50% l'autre full 
Merci pour vos conseils.

__________________________________
mais ceci n'est que mon avis
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Jeu 04 Jan 2018, 10:16

Il faut avoir quelques bases en électricité pour faire la maintenance d’une batterie.
Pour la température 15°C, c’est le top….
Pour la charge, le mieux pour le stockage  de la batterie est à 30% de sa charge, il y a moins de viellissement calendaire.
Si une de tes cellules a une résistance d’autodécharge de 1 000 ohms donc un courant d’autodécharge de 3mA,  avec 30%*20A.h=6A.h  alors au bout de 2000 heures=>83 jours. Cette cellule sera complètement déchargée et il la faudra changer.  Alors que si on avait rechargé à 50%, le temps aurait augmenté.
on peut remarquer que le pourcentage du stockage va dependre de la capacité energetique.
Normalement, l’autoconsommation des  BMS est négligeable entre 0.01 et 0.2mA en fonction des versions et technologies (analogique ou numerique)
Donc, avec 6A.h et un courant de 0.2mA, alors le temps est de 30 000 heures pour que la batterie sera complètement déchargée.
Cela m’est arrivé 1 fois que c’était le transistor d’équilibrage du BMS qui était défectueux et qui déchargeait l’élément à 30mA.

Je répare seulement 5 à  10 batteries par an (Décathlon,  d’autodidacte, du matériel électroportatif…)
Declic devrait pouvoir nous en dire plus sur la maintenance des batteries et les cas qu’il a.

Le mieux, c’est de rouler de temps et temps et de recharger à 100%, puis de re-stocker à 30%.
Le mieux, c’est d’avoir un BMS Bluetooth
mais encore faut il comprendre les données....

D’ailleurs, un autre étudiant  a fait le manuel d’utilisation de l’application du BMS Bluetooth présenté auparavant.
Voici le lien pour télécharger ainsi que pour charger l’application 2.01 .apk qui n’est pas disponible sur playstore ?
https://drive.google.com/open?id=1TLN7vb0ZAH_YkpH8I3Kq-OYJIb1eeV57
Cette nouvelle version 2.01 permet d’avoir les courbes de la tension de chaque cellule pour faire un diagnostic et savoir si l’équilibrage est bien fait.
https://drive.google.com/open?id=1oIy-jbH4mU0qNIKeK3OPAvM2iutw-6gX


Avec cette application, plus besoin de cycle analyst, il y a la consommation en A.h, vitesse, distance…..
Tous les événements (charge, décharge, km….) sont aussi enregistrés…..

la configurations des entrées est limitée est entre 10S et 15S

mais il est possible d'augmenter avec d'autres versions de cellules





Je pense qu’il y aura encore des améliorations faite par cette application et ce type de BMS va se généraliser dans l'avenir ...
Quelques captures d'ecran envoyer à son vendeur permettra de faire un diagnostic à distance de la batterie.....
et ce ne sera plus la peine d'avoir un banc de test dédié aux batteries....
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Mer 10 Jan 2018, 19:22

Les BMS ont souvent des capteurs de température qui sont des CTN (capteur de température négatif)
les capteurs ont un peut prés 10kohms à 25°C.
Donc rien à voir avec des thermocouples type k, ni à une thermorésistante PT10kohm….

Voici ce qui est souvent utilisé

http://fr.farnell.com/vishay/ntcle413e2103f102l/thermistance-ctn-10k-ohm-broches/dp/2492885
http://www.farnell.com/datasheets/2245100.pdf?_ga=2.136606323.2139573169.1515607557-1017210432.1515607557
Voici quelques valeurs de résistance en fonction de la température. Ces valeurs permettent une linearisation par partie entre 50°C et 0°C.
D’ailleurs voici la tension que l’on doit trouver aux bornes du capteur de température si la résistance de pull up est de 10kohms.


Un fil coupé sur ce capteur  permet normalement de fonctionner quand même, car la tension  le BMS est de 5V donc  croit que la température de la batterie est faible.
Le BMS Bluetooth permet l’affichage de la température.
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Ven 12 Jan 2018, 17:06

lorsque les cellules lithiums NMC 18650 sont relativement vielles, il y a plusieurs cas de défaillances :
20 %  sont en court circuit.
40 % ont des résistances séries trop importantes, donc des chutes de tensions qui provoquent un arrêt de la décharge pour de gros courant.
20% ont une capacité énergétique trop faible et des résistances séries trop importantes.
10% ont des résistances séries infinies
10% ont des résistances d’autodécharge.

Exemple pour l’autodécharge : après avoir chargé à 100% (2A.h), la batterie se décharge en 24h elle passe de 4.2V à 3V, alors le courant de décharge en interne est de 2A.h/24h=0.083A
Donc la résistance d’autodécharge sera estimée à
R=ΔU/I décharge=3.7V/0.08=44Ω  
La puissance perdue de 0.3watt  et l'echauffement qui en resulte ne permet pas d'etre detecter à la camera infrarouge

Comme on peut l’observer sur les oscillogrammes suivant, c’est pire, en quelques minutes, l’element repasse à 0V. L’élément se comporte comme un gros condensateur malgré le courant de charge de 1A.
Avec les oscillo, on peut déterminer la résistance série qui est de Rserie=DU/DI=0.5V/1A=0.5ohms

Si l’on maintient la charge à 1A, la température de cet élément  à une élévation de température de  22°C qui est detectable à la camera infrarouge, mais aussi avec le bout de ces doights


Il y avait 3 autres cellules qui étaient en parallèles sur cet element defaillant, elles ne font plus 2A.h mais 1.65A.h avec une résistance série toujours très faible pour être réutilisé.
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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Dim 14 Jan 2018, 11:17

De mon équipement passé, moteur cyclone 24V, il me restait 2 batteries Li-ion de 24V -10Ah - 7S
Passé en 48V je les utilisais parfois en série (7S + 7S = 14S -> 58,8V au lieu de 54,6V pour une 48V 13S) donc avec une tension maxi supérieure et le besoin de les recharger séparément (chargeur pour 24V)

Depuis quelques semaines j'apprécie le freinage régénératif qui réinjecte dans mon cas un courant jusqu'à 14A, courant que les petits BMS des batteries 24V ne devrait pas aimer longtemps

D'où la décision d'assembler les 2 batteries 24V(une en 7S, l'autre "raccourcie" en 6S) en une 48V avec un BMS qui supporte le même courant à l'utilisation que lors de la régénération
Pour protéger la nouvelle batterie j'ai aménagé un coffret en carton plastique ondulé de 3mm d'épaisseur




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MessageSujet: Re: BMS et Depannage ou maintenance de pack de batterie    Hier à 18:12

Belle réalisation Zapilon….moi, je mets une mousse blanche de 1cm autour.

Le titre de ce magazine était très évocateur….mais seulement 6 pages qui en parlent et c’est très vagues avec démystifiants des idées reçues…

pour PC portable sous windows
le magasine presente batterycare pour tester la batterie
https://telecharger.tomsguide.fr/BatteryCare,0301-27848.html
moi j’utilise batteryMon
http://www.01net.com/telecharger/windows/Utilitaire/systeme/fiches/28428.html

pour ios l’application coconutBattery

pour android, l’application Greenify ferait hiberner certains programmes ????
Par contre, il  n’indique rien, pour le test et le calibrage de la capacité energetique.
Moi, j’utilise 3C battery monitor widget
https://play.google.com/store/apps/details?id=ccc71.bmw&hl=fr
un article sur cette  application assez scientifique dans la revue 3EI N°86 sur cette application
https://www.fichier-doc.fr/2016/12/15/application-diagnostic-batterie-smarthphone-3cmonitor/    
https://www.researchgate.net/publication/312070482_Batteries_de_Smartphone_Application_diagnostic

Par contre, au milieu de ce magazine, il y a un avis d’expert des boutiques LDLC qui ressemblent à un article mais qui est à moitié une demande à la consommation de batterie d’appoint alors que le rendement est de 60%  et que la batterie d’appoint est 2 à 3 fois plus lourd qu’un chargeur.

J’ai été dans un temple de la consommation (Val d’Europe )…même dans les magasins, il y a des chargeurs car des gens stressés consomment moins….Il y avait tellement de monde que les relais 4G était saturé. Il y a 30minutes d’attente avant de rentrer dans certains magasins. Un Autre monde, mais pas 3.0


Tous les magazines ne se valent pas , d’ailleurs, sur le lien suivant, il y a une belle etude sur l’autonomie des smarthphones en fonction du froid….
https://www.lesnumeriques.com/telephone-portable/resistance-froid-test-extreme-batteries-7-smartphones-a3011.html
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