Batteries, branchements et gestion (Lipo, lifepo4)

Pour mon vélo tricycle (pas encore électrique, mais ça ne saurais tarder XD), j'aurais voulu acheter ces batteries :

2 pack en série m'aurais permit d'atteindre les 24V pour requis pour mon moteur, mais il ne sont plus en stock.

Il me reste la solution d'acheter ceux là :

Que je brancherais 2x 2 packs en série, puis chaque sous ensemble en parallèle pour retrouver la capacité du premier pack (8400mAh).

La deuxième solution me semble préférable, sachant que si une des cellules flanches, je peux la changer indépendamment des autres, alors qu'avec la première solution... un cellules morte, tout le pack est HS.

J'ai parcouru le net pendant un bon moment et je lis de tout, possibilité de mettre les packs directement en S et ensuite en //, recharge en les mettant tous en //.... etc.

Du coup, je ne sais plus trop à quoi me fier.

Dans la foulée, j'acheterais ce chargeur :

Quelle solution semble la meilleure, pour la charge, la décharge, l'équilibrage... et autre?
Comment gérer cet ensemble de pack ?
Est ce possible de monitorer chaque packs séparément lorsqu'ils sont branchés sur le vélo ?

Je viens de tomber la dessus :

http://www.digitalspirit.org/wiki/projets/protectionlipo

Est ce que c'est possible d'utiliser un module comme cela par cellule, même lorsque les branchements S et // sont utilisés ensemble ?

Je pensais à un montage du genre :

Les diodes permettent de ne mesurer qu'une des batteries en série, le Mc prend les tensions et si une batterie est trop basse, coupe le circuit série de cette partie, les deux autres batteries continuent à être utilisées.

Viable ou pas :grin:

Edit : Je pourrais avoir un Mc et deux inter(Fet ou autre)... ça revient au même, c'est juste pour le principe XD

Est ce que ce genre de diode ferait l'affaire :

Je prends de la marge pour le courant et l'intensité :grin:

Pour mettre à la place des inter est ce que ces fets feraient l'affaire :

https://www.distrelec.ch/mosfet-to-3p-n-250-v-82-a/ixys/ixtq82n25p/613069/fr

https://www.distrelec.ch/mosfet-to-220-n-200-v-76-a/ir/irfb-4127pbf/605618/fr

Les diodes permettent de ne mesurer qu'une des batteries en série

Le montage avec les diodes pose un problème. Elles empêchent la récupération d'énergie en descente et au freinage. Ce qui est à mon sens une grosse lacune. Et elles font perdre 1V ce qui est relativement important. Et attention au courant d'appel lorsque le moteur démarre.

le Mc prend les tensions et si une batterie est trop basse, coupe le circuit série de cette partie, les deux autres batteries continuent à être utilisées.

Les éléments étant montés en parallèle, ils développeront la même tension à leurs bornes. C'est l'élément de plus faible tension qui impose son potentiel.
Lorsqu'on connecte des éléments en série il faut utiliser un circuit qui garantie une balance correcte de la charge entre les éléments sous peine de surcharger un élément (ce qui peut être dangereux).

fdufnews:

Les diodes permettent de ne mesurer qu'une des batteries en série

Le montage avec les diodes pose un problème. Elles empêchent la récupération d'énergie en descente et au freinage. Ce qui est à mon sens une grosse lacune. Et elles font perdre 1V ce qui est relativement important. Et attention au courant d'appel lorsque le moteur démarre.

Je pensais faire une variante avec un mosfet en // de la diode, cette dernière ne serait utilisée qu'au moment de la mesure de tension.
Pour la recharge en descente, pour le moment, le moteur que j'ai ne le permet pas... il à une roue libre :grin:
Pour la suite avec le montage du mosfet en // de la diode, cela devrait être possible et la diode ne serait pas mise en "contrainte" lors du démarrage.
Mon moteur fait 250W et mes batteries sortiront au max 29-30 V bien chargées. donc en gros en consommation linéaire on ne devrait pas dépasser les 10-15 Ampères. Avec ma diode 170 Volts 60 Ampères, ça devrait le faire... ou je me gourre :grin:

fdufnews:

le Mc prend les tensions et si une batterie est trop basse, coupe le circuit série de cette partie, les deux autres batteries continuent à être utilisées.

Les éléments étant montés en parallèle, ils développeront la même tension à leurs bornes. C'est l'élément de plus faible tension qui impose son potentiel.
Lorsqu'on connecte des éléments en série il faut utiliser un circuit qui garantie une balance correcte de la charge entre les éléments sous peine de surcharger un élément (ce qui peut être dangereux).

Il faut vérifier que les batteries sont au même potentiel avant de les brancher.
Ce serait pas mal de faire un système qui les contrôle lors du branchement, qui les équilibres puis une fois fait "valide" le branchement.... mais comme tout on va pas brûler les étapes :grin:

Donc mon "solution" est elle viable ?

un document assez complet sur le sujet http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/125124.pdf
un lien en français http://vehiculeelectriqueduf.com/article_vehicule_electrique.php?billet=13

Merci pour ces liens... je connais de façon succinte le système BMS, lorsque je vois dans l'article du deuxième lien le module maître à 500€ et chaque esclave à 30€ :fearful: ça irait à 750€ pour gérer mes batteries.

J'usqu'à 750€, j'ai un peu de marge pour faire des essais avec quelques mosfets à 7€ et quelques diodes guère plus chères XD XD

Pour le moment la régén ne m'intéresse pas.... ça fait pas mal de soucis en moins XD

Edit : Au fait, j'ai commandé mes batteries et mon chargeur ce matin

J'ai refait un cht'i schéma :

Les diodes permettent de mesurer la tension indépendamment sur chaque batterie, mais consomment environ 7W.
Les mosfets canal N shuntent les diodes, sauf lors de chaque mesure, environ toutes les 1-2 minutes (à définir).
Si une batterie est hors norme (tension trop basse,...) les mosfets canal P coupe la branche // qui n'est plus dans la norme, préservant de ce fait les batteries de cette branche.

Je m'aperçois en écrivant que ma prise de mesure devrait se faire entre la batterie et le canal P, rendant possible une mesure même lorsque la batterie est mise en "mode sauvegarde", le cas échéant de la remettre en fonction si elle à de nouveau la tension adéquate (mais ça demande un montage pour faire l'équilibrage :sweat_smile:)

Pour l'instant c'est un schéma de principe, si j'ai faux... pas hésiter à taper sur la tête :grin:

Bonjour,

je n'ai pas compris le principe de la mesure. quel est la masse du microcontrôleur (son potentiel de référence, si c'est lui qui mesure les tensions)? Et à quoi servent ces diodes?

MrAlexis44600:
je n'ai pas compris le principe de la mesure.

Le principe ou l'utilité ?

MrAlexis44600:
quel est la masse du microcontrôleur (son potentiel de référence, si c'est lui qui mesure les tensions)?

C'est encore un problème, il faut que le Mc soit alimenté par chaque batterie de façon à ne pas créer de déséquilibre, ce qui serait le cas si je une m'alimente que sur une. Une batterie supplémentaire juste pour le Mc ne serait pas très cohérente dans l'idée...

Pour la référence, je n'en suis encore pas là. :grin:

MrAlexis44600:
Et à quoi servent ces diodes?

A y regarder encore une fois.... à rien, je ne sais pas pourquoi je suis parti avec cette idée de mettre des diodes :grin:

J'ai refait un schéma sans les diodes :

Bah l'utilité c'est pour vérifier la charge, et équilibrer la conso non?
Mais en fait je ne comprends pas comment mesurer "à chaud" une tension de +13V (voire -13V!) de souvenir, une tension à l’extérieur des bornes [gnd-0.5V ; Vcc+0.5V] suffit à cramer l'entrée analogique de l'atmega.
ça semble tout a fait un problème de mesure différentielle (c'est à dire dans l'idéal une mesure de différence de potentiel, peu importe les valeur de ces potentiels par rapport à la masse). Il y a des amplis d'instrumentation qui font ça je crois. Sincèrement je pense que la conso du µC est négligeable devant le moteur 250W. Mais c'est très intéressant comme problématique, en embarqué et en essayant de limiter la conso... Mais je crois qu'il y a un souci avec ton nouveau schéma (enfin en tout cas tant qu'on ne sais pas où est la référence de ta mesure).

Pourquoi ne pas référencer le microcontrolleur au moins et faire 2 mesures:
une sur la batterie inférieure
une sur les 2 batteries cascadées
on en déduit la tension sur la deuxième batterie et cela évite les montages compliqués pour la mesure.

Concernant la consommation, je peux me tromper mais il me semble que la consommation du microcontroleur doit être négligeable devant la consommation des moteurs et je ne pense pas que cela entraine un déséquilibre dans la charge des batteries. Sinon un petit convertisseur DC/DC à partir du 26V pourrait faire l'affaire.

fdufnews:
Pourquoi ne pas référencer le microcontrolleur au moins et faire 2 mesures:
une sur la batterie inférieure
une sur les 2 batteries cascadées
on en déduit la tension sur la deuxième batterie et cela évite les montages compliqués pour la mesure.

Concernant la consommation, je peux me tromper mais il me semble que la consommation du microcontroleur doit être négligeable devant la consommation des moteurs et je ne pense pas que cela entraine un déséquilibre dans la charge des batteries. Sinon un petit convertisseur DC/DC à partir du 26V pourrait faire l'affaire.

Oui c'est à cela que je pensais, avec des abaisseurs passifs (pont diviseur de tension), dans ce principe là:

(Les valeurs des résistances ne sont pas bonnes du tout hein).

Par contre pour commuter d'une batterie à l'autre, je ne suis plus trop sur... je pense que comme cela ça fonctionne, mais surtout ne pas relier les masses des batteries ensembles hein! il suffit de piloter l'un des mosfets pour que le courant soit prélevé sur l'une des batteries. Par contre je pense que les tensions ne doivent pas être comparées entre une à vide et une qui fournit 15A hein, mesures à vide... Et pour le pilotage des mosfet il peut y avoir des soucis si le déséquilibre est important, ça peut monter à combien des Volts sur un 4s?

Et pour ce qui est de la conso (fuite dans les résistances), on peut monter de l'ordre du mégOhm je pense, donc des courants de qq dizaines de µA (c'est pas trop comparé à la conso des moteurs? :slight_smile: )

[plusieurs edit plus tard pour améliorer l'image, on y est!]

Bon... je recentre le problème.

Je ne veux pas gérer la charge, j'ai un chargeur pour cela.
Ce que je veux contrôler,c'est l'équilibre des batteries en utilisation et l'éventualité d'en avoir une qui flanche, ce qui entrainerait la destruction de celle-ci plus celle qui est en série avec elle.

Même si le contrôleur ne consomme pas énormément ce qu'il consomme pourrait provoquer justement le déséquilibre que je veux éviter.

Autrement je relis attentivement chaque message, car toute piste est intéressante, merci à vous de prêter attention à ce sujet.

Ha oui, on partait sur beaucoup trop lourd en fait.

Et pourquoi ne pas remettre les diodes présentes au début? Elles empêcheront les inversion de courant, et donc qu'une batterie ne se décharge dans l'autre.

ça gaspille un peu d'énergie mais il n'y a pas plus simple, et c'est très efficace. Je ne connais pas les diodes de puissance, mais il faut les prendre avec la plus petite chute de tension possible.

MrAlexis44600:
ça gaspille un peu d'énergie

D'où mon idée de les ponter avec une mosfet lorsque je ne fait pas de mesure.

Les diodes que j'ai trouvé on une tension directe d'environ 0,5 Volts.... ce qui ferait entre 5 et 7,5 Watts (mon moteur consomme en théorie 10 A).

Artouste:

yonafunu:
merci inforbarquee de ta réponse.

Cette manip te permet de connaitre la charge en temps réel mais as tu une idée de comment connaitre la charge restante ?

quelque soit la technologie des batteries , la charge restante ne peut être qu'estimée et derivée en fonction de la consommation.
les courbes de décroissances sont simplement statistique.

une approche pas trop mauvaise est d'utiliser un coulombmetre
un compo dédié à çà chez maxim
Mixed-signal and digital signal processing ICs | Analog Devices

Merci pour cet info... je viens de passer commande chez Maxim's.... XD

Quelle est la différence entre :

  • DS2740U+
  • DS2740BU+

:grin: ?? (du coup j'ai commandé les deux XD)

Jean-François:

Artouste:
un compo dédié à çà chez maxim
Mixed-signal and digital signal processing ICs | Analog Devices

Merci pour cet info... je viens de passer commande chez Maxim's.... XD

Quelle est la différence entre :

  • DS2740U+
  • DS2740BU+

:grin: ?? (du coup j'ai commandé les deux XD)

Bonjour JF
Current is measured bidirectionally over a dynamic range of 15 bits (DS2740U) or 13 bits (DS2740BU)

tu veux mettre aussi du 1W sur ton pousse-pousse ? :grin:
attention le 1W c'est hyper sympa, mais aussi hyper consommateur de temps !
n'espere pas faire de l'acq de conso batteries toutes les secondes
1 fois par minute ce sera déjà pas mal !

Artouste:
tu veux mettre aussi du 1W sur ton pousse-pousse ? :grin:
attention le 1W c'est hyper sympa, mais aussi hyper consommateur de temps !
n'espere pas faire de l'acq de conso batteries toutes les secondes
1 fois par minute ce sera déjà pas mal !

Je voulais même pas autant... toutes les 3-4 minutes ça va aussi.

On verra ce que je ferai avec XD