Comprendre l'équilibrage BMS avec un aspirateur.

[Hervé S70D]

J'ai 2 aspirateurs sans fil avec batterie lithium, l'un, celui qui sert le plus aspire maintenant bien moins que l'autre, j'ai voulu en savoir plus en le démontant et je me suis rendu compte qu'il pouvait servir d'explication à l'équilibrage.













Alors, il y a 5 cellules du genre 18650, j'ai oublié de mesurer mais presque sur, elles sont branchées en série, 5 x 3.6 = 18V.
Sur les photos on voit plein de petits fils qui se branchent sur certaines cellules, les gros fils rouge et noir servent à l'alimentation du moteur, il est en continu et 18V, donc pas d'onduleur.
Chaque cellule fait 4.06V sauf une à 4.12V
Le total fait 20V
Le moteur en marche reçoit 17V
Il y a aussi 2 petits fils vert, je suppose une sonde de température pour éviter toute surchauffe.

Voici le schéma comme monté



Voici un schéma plus lisible



Chacun des 4 petits fils ainsi que le + et le - sont reliés au BMS
Grace à cela le BMS peut mesurer la tension de chaque cellule.
Par ex pour la 3 entre Blanc et Bleu

Bon maintenant revenons à Tesla et à nos batterie.
Imaginez que chaque cellule de l'aspirateur est un bloc, (en vrai dans un bloc il y a 96 cellules en parallèle)
On oublie aussi que des blocs sont en série dans des modules.
Donc notre BMS à 5 blocs avec 5 mesures de tension, il peut voir que les blocs 1 à 4 sont à 4.06 et le 5 à 4.12
Il doit équilibrer, mais pourquoi ?
Simple si charger à 100% signifie une tension de blocs à 4.17V alors le premier qui arrive arrête la charge de la batterie, tant pis pour les autres, lui ne peut pas dépasser cette tension sans risque, évidemment la batterie est loin d'être vraiment pleine.
Comment faire ?
On comprend facilement avec le schéma qu'un équilibrage actif, envoyer le trop plein du 5 vers les autres est impossible sans faire de court circuit.
Seule solution, l'équilibrage passif.
Le BMS va vider le 5 pour arriver à la tension des autres, de celle la plus basse en fait.
Il va relier Noir et + à travers une toute petite résistance qui se trouve sur le BMS (ou le BMB je ne sais pas) et va attendre que la tension chute à la bonne valeur.
Voila pourquoi c'est long.
Tout ce qui passe dans la résistance se transforme en chaleur et est perdu.

[Axolotl]

Mes batteries de drones et d’avions je les fait exactement comme ça mais sans BMS, c’est mon chargeur qui s’occupe d’équilibrer en fin de charge activement chaque cellule via les câbles d’équilibrage justement. C’est bien de l’équilibrage actif dans ce cas là, et le seul moyen d’équilibrer c’est à la hausse avec cible à 4.2v.

D’ailleurs je vais devoir le changer mon chargeur car je n’arrive plus à l’étalonner et j’ai tjs une cellule qui part vers 4.23v… (et elles résistent qd même, c’est du costaud les li-ion)

Par contre, le fait qu’il aspire moins bien, cela vient aussi de la fatigue des cellules et du sag qu’elles ont qd on tire beaucoup d’A dessus. Une ion neuve sous contrainte va stabiliser vers 3.4v, une ion fatiguée va tomber plus bas. Moins de volt, moins de watts… mon vieux dyson a ce problème, il va bien en vitesse normale, mais si je passe en boost le BMS coupe à cause du sag pensant que les cellules sont déchargées.

[laurentb]

Pourquoi lors de la charge, ne pourrait-on pas isoler chaque bloc les uns des autres pour les charger indépendamment ?

[Hervé S70D]

Et comment séparer les 96 blocs, avec des relais et contacteurs, cela compliquerait et alourdirait la batterie .
Pareil pour l'équilibrage actif qui peut se faire en transférant l'énergie dans un condensateur.
Si Tesla a choisi ce mode, il doit y avoir de bonne raison.

Sur mon aspirateur, je me demande à quoi servent les petits fils.
Un ancien aspirateur ne tenait plus longtemps mais gardait sa puissance, comme une Tesla qui perd en autonomie mais pas en puissance.

[Zebulaon]

Sympa l article.
@Hervé S70D cela me fait fait pensé à nos échanges de cet hiver où j avais perdu beaucoup d autonomie suite à un déséquilibrage des cellules et où le service Tesla m avait indiqué le protocole de charge lente avec des phases endormissement du véhicule pour recalibrer.

[Hervé S70D]

Ta batterie est LFP, si le branchement est semblable la possibilité du BMS de connaître la tension est très différente, entre 80 et 20% environ la mesure n'est plus fiable et l'équilibrage ne peut plus se faire, d'où le déséquilibre qui augmente et la procédure spécifique qui sort le SOC de cette zone grise pour pouvoir à nouveau s'équilibrer.