Cherche une solution de protection des batteries NiMH contre la sur-décharge…
J’ai commencé à travailler avec des piles et batteries rechargeables NiMH dans le cadre de la remise en service d’un poste portatif.
Avant de commencer ce travail je dois préciser que mon experience avec les batteries rechargeables, et NiMH en particulier, était proche de zéro.
Aujourd’hui c’est la problématique de la sur-décharge (Nickel–metal hydride battery - Wikipedia) qui me préoccupe…
Il s’avère que même si les cellules NiMH individuelles peuvent se décharger à 0V sans problème, quand on les met en série c’est une autre histoire. Le déséquilibre de charge des cellules individuelles peut provoquer une inversion de polarité des cellules moins chargées et les détruire.
Après des recherches que j’ai fait sur internet on peut lire tout et n’importe quoi alors si quelqu’un dans ce forum aurait une solution simple qui marche je suis preneur !
pour éviter ce genre de problème de décharge trop profonde, et d’inversion de polarités, il faudrai
selectionner des éléments tous de même capacité, même marque, même modèle, et de même date de fabrication, et les charger a la même tension (pour partir sur de bonnes bases avec une batterie bien équilibrée)
disposer en parallèle inverse sur chaque élément des diodes shottky, a très faible tension de seuil, et supportant le courant de charge maximal présumé du chargeur (pour éviter l’inversion de polarités)
prévoir sur l’appareil récepteur un dispositif qui l’arrête complètement si la tension est vraiment trop basse , pour qu’il ne continue pas de consommer et de décharger les accus tout en ne faisant plus rien (pour éviter la décharge trop profonde)
Le problème est vraiment exacerbé par le fait qu’une batterie HT (90V) faite en mettant 10 6F22 en série signifie qu’on a 70 cellules de 1.2V en serie !
C’est justement à cela que je pense et je voudrais savoir si qqun avait déjà l’occasion d’en faire l’expérience.
Cela signifie d’ajouter une schottky sur chaque batterie de 9V qui compose le pack HT (10x9V en serie). Cela va protéger mais aussi baisser la tension de service.
À priori ça ne doit pas poser de problème…
…à moins que cela doit être compensé par le dispositif de rechargement qui verra toujours de batteries en apparence moins chargées…
c’est pas en serie mais en //
le but de la diode est le limiter la tension inverse a 0.2 a 0.3V la chimie electrolytique n’operant pas a cette basse tension
l’arrêt automatique peux, si on veux rester dans des techniques simples et rustiques, se faire par un relais , n’ayant pas besoin d’ être bistable, si il est monté avec un contact d’automaintien ( mais ça suppose une commande par boutons poussoirs M/A comme sur les machines industrielles) et en intercalant une diode zener en série avec sa bobine (bobine qui cessera d’être alimenté en deçà d’une certaine tension )
Une Zener (ou une combinaison) bien choisie montée « à l’envers » et qui attaque la gate d’un MOSFET N doit faire le boulot il me semble. La tension Zener doit être celle à laquelle on veut couper l’alim.
@Radiolo
Question : si on met une diode en parallèle à une batterie nimh 9V qui en interne est faite en mettant 7 cellules de 1.2V en serie, cela ne protège pas les cellules individuelles…
Dans ce cas je devrais plutôt m’orienter à une solution pour déconnecter la charge dès que la tension baisse au dessus de 7V par exemple.
Après une expérience de déchargement profond avec mon poste portatif je me suis rendu compte de la réalité et la gravité du problème lié à l’inversion de polarité des cellules individuelles connectés en série…
Donc si on veut opérer ces postes avec des packs NiMH il faut faire quelque chose.
Pour la batterie filaments, constituée des piles NiMH AA, je les protégerai avec des diodes Schottky en parallèle comme cela m’était conseillé.
Le schéma ci-dessus doit être adapté mais il me semble l’approche la plus raisonnable et économe.
Quant à la batterie HT constituée des batteries 9V en série, après plusieurs recherches très intéressantes le problème reste toujours ouvert sans solution simple… Des circuits que j’ai vu à droite et à gauche se heurtent à des problèmes divers et finissent toujours en usine à gaz.
Je regarderai si c’est possible d’adapter une solution Li-ion à base des modules aliexpress pour les tensions de NiMH afin de profiter du dispositif de protection contre la décharge profonde employé dans ces modules.
Utiliser un BMS pour batterie Li-Ion pour 3 accus Ni-Mh est sans doute une bonne solution.
La protection fonctionne en charge et en décharge.
Ils ne seront jamais chargés à fond mais ils seront protégés.
Mais aucune raison d’utiliser du Ni-Mh aujourd’hui, pourquoi ne pas passer au Li-Ion directement ?
Si on veut fabriquer une batterie HT à 90V sans bruit, pour pouvoir la mettre dans un poste TSF portatif, la mise en série des batteries NiMH semble être l’option la plus simple.
Avec une approche Li-ion cela nécessite un circuit de boost avec des inconvénients d’un autre genre liés au bruit RF généré.
Je vois de nombreuses raisons , les plus diverses, d’utiliser des Ni-Mh
Ils ont en général les mêmes dimensions que les piles sèches « jetables » usuelles (ça simplifie la recherche d’un coupleur si on ne veux pas, ou ne peux pas, les souder)
On peux, si besoin, les réutiliser ailleurs, dans une lampe torche ou un appareil photo (ça peux dépanner)
Ils ne prennent jamais feu, même mal utilisés ou incorrectement chargés, ce qui est plus sécure (ça peux éviter une intervention des pompiers !)
Personnellement, je ne passe pas directement au lithium un appareil portatif , mais au contraire, et sauf si vraiment on ne peux faire autrement, j’évite cette techno … Pour préférer d’autres techno certes plus encombrantes et moins performantes, Ni-Cd, Ni-Mh, voire même carrément plomb-acide , qui , au moins, ne posent pas de problèmes et sont sans histoires !
La protection contre la sur-décharge (overdischarge ou undervoltage en Anglais) qui peut provoquer l’inversion de polarité des cellules individuelles dans une série NiMH, me semble être une histoire assez problématique vu le peu des solutions disponibles (à ma connaissance limitée).
Ceci dit pour chaque option il faut peser le pour et le contre de chaque techno. Dans le cas de la substitution de la batterie HT à 90V, l’utilisation NiMH est à mon avis la solution la plus appropriée pour des raisons évoquées liées au bruit RF.
Il faut 70 cellules Ni-Mh pour obtenir environ 90V.
Il faut seulement 24 cellules LiPo pour obtenir la même tension et chacune est protégée nativement par son BMS intégré.
Une cellule LiPo de 3,7V 530mAh avec son BMS intégré mesure seulement 30x25mm et 8mm d’épaisseur pour un poids d’environ 11g.
On peut aussi utiliser un petit convertisseur sinusoïdal suivi d’un multiplicateur à diodes et condensateurs pour obtenir cette tension à partir de 12V par exemple.
J’ai travaillé plus de 40 ans chez un grand fabricant de batteries Nicad et MiMh, les premières étaient bien plus fiables et robustes que les NiMh.
En ce qui concerne les modèles de puissance, leur durée de vie était plombée par l’apparition de dendrites qui finissent par les mettre en court-circuit, d’ailleurs la fabrication a été abandonnée…
Le Cd-Ni étant aujourd’hui prohibé, le Ni-Mh l’avait remplacé provisoirement dans l’outillage sans fil, on sait combien de temps ça a duré, aujourd’hui le lithium a pris la place et cette technologie n’a pas dit son dernier mot.
Cdt,
Gérard
Doctsf (Modèles & Marques)
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