3. Equilibreur - Des engins électriques à l`IUT GEII de Cuffies

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INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE DE L’AISNE
DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
13, Avenue François Mitterrand, 02880 CUFFIES SOISSONS
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SOMMAIRE :
1. Introduction
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2. Etude de la charge et décharge des batteries li po fer 90 A.H
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3. Equilibreur
Page 3 à 13
4. Essais sur LiPo-Fer 90A
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5. Autres Réalisations
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6. Conclusion
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1. Introduction
Dans un système, nous avons besoin de différentes tension donc les éléments de
l’accumulateur seront déchargés différemment.
Mais lors de la charge de l’accumulateur en série, dés qu’un élément atteint sa tension
de seuil, le courant diminue pour que cette tension ne soit jamais dépassée. Ce courant
série atteint 0A, alors que d’autre éléments aura une décharge plus profonde n’ont pas
atteint la tension de seuil.
Un déséquilibre du taux de charge sera provoqué ce qui est préjudiciable, car
l’autonomie dépendra de l’élément le moins chargé. De plus, Chaque élément réagit
légèrement différemment (du à leurs résistance interne) ce qui provoque en charge des
tensions différentes par éléments.
Nous avons des accumulateurs de 10 A.H 12 éléments, 20 A.H 18 éléments et 90 A.H 22
élément en technologie li-po et li-po fer. Nous avons des chargeurs paramétrable
jusqu’à 30 A de charge en série.
Pour rééquilibrer chaque élément, il faut un chargeur par élément ce qui couterait
relativement cher, car les éléments étant reliés entre eux, il faut des masses différentes
et une régulation autonome. Mais il est possible d’utiliser des chargeurs de 1/10 de la
capacité énergétique car l’on n’est pas pressé par le temps lors d’un rééquilibrage. En
effet, il n’y a que 1 à 5 A.H de différence en générale.
Nous allons voir dans un premier temps comment réagit les batteries li-po fer,
avec un équilibrage de 0.5A. Puis nous allons voir les 2 solutions pour rééquilibrer les
batteries. Enfin, nous verrons la réalisation et la modification et test de notre
équilibreur.
2. Etude de la charge et décharge des batteries lipo fer 90 A.H
Depuis 2009, nous utilisons des batteries li-po et li-ion sur nos vélos électrique avec
chargeur utilisant les BMS. Nous avons appris plusieurs choses :
- Il ne faut pas décharger à 100% les batteries sinon la batterie se met en court cir-
cuit.
- La tension peut être utilisée pour déterminer la capacité énergétique de la batte-
rie. Il y a très peu de perte dans la batterie donc l’énergie de la charge est iden-
tique à l’énergie de la décharge.
- Certains éléments ne sont pas entièrement détruits, et ont la moitié de la capacité
énergétique prévue. Dans ce cas la résistance interne de l’élément a fortement
augmenté est atteint très vite la tension de seuil de l’élément.
- La résistance interne en décharge est bien plus grande que celle de la charge. La
chute de tension de l’élément due à la résistance interne n’est pas négligeable.
- Sur les li-ion (qui ont une tension de seuil de 4.1V), on peut les charger à 4,2V
sans dommage à 1C. Mais l’énergie entre 4.1V et 4.2V est une perte. Par contre

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touts les éléments sont rechargés à 100%. De même pour les li-po fer qui ont une
tension de seuil de 3.6V, on peut les charger jusqu’à 4.1V sans dommage pour la
batterie.
Sur le kart nous disposons de 22 éléments de batteries de 90A.H Thundersky qui
sont séparés en 3 groupes, 2 de 9 éléments et 1 de 4 éléments. Nous disposons d’un
chargeur paramétrable 30A maximum pour charger nos accumulateurs. Nous lui
paramétrons un courant de charge de 25A par exemple puis dés qu’un élément atteint
sa tension de seuil, le courant de charge diminue afin d’éviter que cet élément dépasse
ce seuil qui peut engendrer sa destruction.

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Divers test de charge avec notre chargeur :
1. Charge de 9 éléments à 25A
Des que la tension de seuil
d’un élément est atteint le
courant diminue pour que
cette tension ne soit jamais
dépassée.
Etant donné qu’il y a toujours
des dissymétries de charge et
de capacité énergétique alors
la tension de chaque élément
diminue de façon différente.
2. Tension des 9 éléments après la charge
Lors de l’arrêt de la charge,
la tension de chaque élément
ne reste pas constante à leurs
valeurs. Elle diminue pour
atteindre 3,35V.
Par conséquent, on ne peut pas
se fier à la tension pour savoir
si l’élément est bien chargé.
3. Charge lorsque l’accu est déjà à 100%
Après avoir chargé à 100%
l’accu puis une attente d’une
heure, on recharge la batterie à
25A.
Dans ce cas, la tension des
éléments atteint très rapidement
la tension de seuil est le courant
de charge décroit rapidement.
Courant 25A
Tension
accumulateur
Capacité énergétique en A.H
Tension 9 éléments
Tension
accumulateur
Tension 9 éléments