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Manuel de la batterie au lithium
7.2. Équilibrage des cellules
La batterie au lithium se compose de quatre cellules au lithium connectées en série pour la batterie de 12,8 V, et de huit cellules
en série pour la batterie de 25,6 V.
Bien que soigneusement sélectionnées pendant leur fabrication, les cellules de la batterie ne sont pas identiques à 100 %. Par
conséquent, lors de la mise en service, certaines cellules seront chargées ou déchargées plus tôt que les autres. Les différences
s'accentueront avec le temps si les cellules ne sont pas régulièrement équilibrées.
Le même problème se produit dans une batterie au plomb, mais il se corrige automatiquement sans nécessiter d'électronique :
un petit courant continuera de circuler même une fois qu'une ou plusieurs cellules sont complètement chargées. Ce courant
permet de charger complètement les autres cellules en retard, égalisant ainsi l'état de charge de toutes les cellules. Au contraire,
le courant traversant une batterie au lithium, lorsqu'elle est complètement chargée, est presque nul, et les cellules en retard ne
seront pas chargées davantage.
Les cellules ne seront pas endommagées si elles ont des niveaux d'équilibre différents, mais le déséquilibre se manifestera plutôt
par une capacité de batterie (temporairement) réduite.
Pour maintenir l'équilibre de toutes les cellules, la batterie dispose d'un système intégré d'équilibrage actif des cellules. La
tension de chaque cellule est supervisée, et le cas échéant, de l'énergie sera conduit depuis la ou les cellules ayant la tension la
plus élevée vers celles ayant une tension inférieure. Ce processus continuera jusqu'à ce que la différence de tension entre toutes
les cellules soit inférieure à 0,01 V.
La tension de charge à laquelle l'équilibrage commence dépend du niveau de déséquilibre. En cas de déséquilibre significatif
entre les cellules, le processus d'équilibrage des cellules commence dès que la première cellule atteint 3,3 V.
L'équilibrage des cellules survient à la fin de l'étape de charge Bulk et il continue durant l'étape de charge d'absorption.
La chimie au lithium présente une courbe de tension plate. Cela signifie que les tensions des cellules devront être au moins de
3,50 V ou plus afin de corriger les petites différences entre cellules. La tension d'absorption (14,2 V ou 28,4 V) est suffisamment
élevée pour que l'équilibrage ait lieu car elle permet une tension de 3,55 V pour chaque cellule lorsque la batterie est entièrement
équilibrée. Une durée d'absorption fixe de deux heures est recommandée pour les batteries au lithium, afin que chaque tension
de cellule ait le temps de s'égaliser.
Il est important d'effectuer régulièrement une recharge complète de la batterie (une fois par mois). Si le système est exploité de
manière intense et qu'il présente un cycle de charge/décharge quotidien (ou quelques fois par semaine), ou si le système est
profondément déchargé, une durée d'absorption (équilibrage des cellules) par mois plus longue sera nécessaire.
Veuillez noter qu'une tension de recharge plus élevée n'accélérera pas le processus d'équilibrage des cellules. Les cellules de la
batterie sont chargées par le courant et non par la tension. L'alimentation d'une cellule en courant entraînera une augmentation
de la tension au fil du temps, mais il s'agit d'un processus fixe que l'application d'une tension plus élevée n'accélérera pas. De
plus, la vitesse d'équilibrage est déterminée par le courant maximal (1,8 A) des circuits d'équilibrage actif et passif.
Il existe certaines applications dans lesquelles les cellules de la batterie seront plus rapidement en déséquilibre. Dans ces cas,
une charge hebdomadaire complète doit être effectuée:
• Systèmes avec batteries connectées en série
• Systèmes à forts courants de décharge
• Systèmes avec de courtes périodes de recharge ou de faibles tensions de recharge
7.3. Décharge
La quasi-totalité de la capacité de la batterie disponible peut être utilisée, à l'exception des derniers 3 % environ. Les batteries au
lithium seront endommagées de manière permanente si elles sont déchargées trop profondément.
Les batteries au lithium peuvent être déchargées avec des courants à forte intensité. La décharge maximale de la batterie au
lithium est de 2 C. Cela revient à un courant de décharge de 200 A pour une batterie de 100 Ah. La batterie sera déchargée en
une demi-heure. Cependant, nous vous recommandons de ne pas la décharger à un taux supérieur à 1 C. Un taux de 1 C signifie
que la batterie est déchargée en 1 heure. Cela revient à un courant de décharge de 100 A pour une batterie de 100 Ah.
Lorsque vous utilisez un taux de décharge plus élevé, la batterie produit plus de chaleur que lorsque le taux de décharge est
faible. Il faut plus d'espace de ventilation autour des batteries et, selon l'installation, une extraction d'air chaud ou un
refroidissement par air forcé peuvent être nécessaire. De plus, certaines cellules peuvent atteindre le seuil de basse tension plus
rapidement que les autres. Cela peut être dû à une association de la chaleur et du vieillissement.
Pour savoir si une batterie est trop profondément déchargée, vous devez consulter les tensions de chaque cellule. Lorsque la
batterie est déchargée, la tension de la cellule baisse. Cette baisse est représentée sur le graphique de décharge ci-dessous.
Lorsque la batterie est presque vide, sa tension baisse plus rapidement. C'est le signe que la batterie est presque vide. Cela se
produit à une tension de cellule d'environ 2,80 à 2,60 V. Toute décharge ultérieure doit être évitée, sinon la batterie sera
endommagée. Dès qu'une des cellules a atteint cette tension, le BMS désactive toutes les charges CC.
Le seuil d'arrêt pour sous-tension est paramétrable. Si vous le réglez sur une tension supérieure, la capacité de réserve sera plus
grande. Il est réglé par défaut sur 2,8 V et la plage est de 2,6 à 2,8 V.
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Recharge et décharge de la batterie
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