Passez aux batteries !

[Nard]

Bonsoir Jacques,

J'ai un peu réfléchi aux principes de conception que tu as énoncés pour ton système, et je me demandais si c'était une bonne chose de laisser la batterie pleine alimentée avec la tension de floating. 

Je ne suis pas sûr qu'il y ait un réel intérêt à le faire, et je ne suis pas sûr non plus que ça n'ait pas un effet délétère à terme. 

En tout cas, c'est ce que me dit mon garagiste chez Harley. Au prix où elles sont, ces batteries, il est préférable de ne pas les laisser en charge tout l'hiver, même avec des chargeurs intelligents qui les laisseraient sous tension de floating, la longévité s'en ressent.

Du coup, son avertissement m'a fait tilter et je te le retransmets tel quel

[Antonin]

Bravo Jacques pour tes recherches, c’est passionnant ! 

Le Desktop Mode du Chord Hugo 2 a été conçu par Rob Watts sur un tel principe. Voici ce qu’il en dit : 

« Pour ce qui est de l'autonomie de la batterie, j'en ai déjà parlé. J'en ai déjà parlé, mais c'est un peu plus loin dans le fil de discussion. La durée de vie de la batterie dépend de deux fonctions : le nombre de cycles de charge et de décharge et la tension de maintien. Si une batterie Li-ion n'est pas soumise à un cycle de charge-décharge et que la tension de maintien est faible, elle durera de nombreuses années.

Lorsque le chargeur est connecté pendant plus de 24 heures et que Hugo 2 est allumé, je passe en mode bureau. Dans ce mode, le chargeur fournit un courant qui correspond au courant nécessaire à Hugo 2, le courant de la batterie n'est fourni que pour les pointes de courant dynamiques, de sorte qu'il n'y a plus de cycle de charge et de décharge. Deuxièmement, en mode bureau, la tension de maintien est réduite pour assurer une durée de vie maximale. Si vous voulez la charger au maximum, prête pour une utilisation portable, éteignez simplement Hugo 2, qui la chargera à 100 % et éteindra le chargeur. L'arrêt automatique est désactivé en mode bureau.

Troisièmement, j'ai fait en sorte que Hugo 2 fonctionne sans aucune batterie connectée, juste avec le chargeur. Ainsi, si vous avez l'intention de l'utiliser comme DAC de bureau, vous n'avez pas à vous soucier de l'autonomie de la batterie. »

https://www.head-fi.org/threads/chord-el...5/page-264 

Edit : je me rends compte que j’ai parlé un peu vite. Dans le desktop mode du Hugo 2, la batterie n’est pas vraiment sollicitée parce que que le chargeur fournit assez de courant à l’appareil pour fonctionner normalement, évitant donc les cycles de décharge/recharge…
Désolé pour le hors sujet 

[Nard]

Non, non, merci Antonin !
Robert Watts est toujours très intéressant, mais ici, il parle des batteries lithium.
J'attends le retour de Jacques, s'il le souhaite, relativement à mon interrogation qui concerne les batteries AGM au plomb

[Jacques92]

Bonjour Nard, à tous,

Merci pour tous ces retours ! C'est intéressant. Je constate toutefois, et je pense que c'est une erreur, que sur les exemples cités, il n'y a pas d'isolation avec le chargeur.

Pour répondre à Nard : je ne sais pas si les batteries des sont des AGM ou pas mais les AGM sont différentes des batteries acide-plomb pour auto.Pour le design, j'ai récupéré les docs techniques des batteries que je compte acheter, les Yuasa de la série NP. Pour ce type de batterie, il annoncent une durée de vie en floating à 13.65V de 5 ans. Je ne compte pas dépasser cette tension. La floating sert juste à compenser les pertes. Une fois chargée, (la batterie, pas moi !) j'ai toujours noté un courant de maintien <= à 20 mA sur de précédents projets.
Aussi, comme il y deux batteries qui tournent alternativement, chacune d'elle est mise en floating la moitié du temps. Pour l'instant je reste sur ce mode, mais je vais me documenter pour voir si sur des AGM, le floating réduit la durée de vie...

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J'ai fait le PCB d'une module de gestion.

Il m'a permis d’identifier quelques anomalies dans le schéma. Je mets à jour le schéma dans le post précédent.


Le PCB : ça tient sur une carte de 130mm x 55 mm. Si plusieurs module nécessaire, on pourra superposer. Ca donne ça, en double face, comme d'hab :



Et l'épreuve 3D sous deux angles différents :





Demain j'attaque la carte principale : la plus simple.

[Nard]

Merci Jacques de ta réponse, et de tes belles publications.
Je serai attentif aux éventuelles infos que tu pourras obtenir sur ces pb de courant d'entretien de batteries au plomb, AGM ou pas, car même 5 ans, c'est quand-même un budget

[Jacques92]

Voici un doc plein de très bon enseignement ssur les causes de fin de vie accélérée des batteries AGM :

 https://www.victronenergy.fr/upload/docu...02-Bis.pdf


En résumé :
 - Première cause de dégradation : les décharges profondes, le plus important
 - Deuxième cause : la température de stockage et utilisation
 - Troisième cause : une recharge non adéquate

Pour ce dernier cas, il est bien conseillé une recharge en 3 étapes :
 - une recharge à courant constant en prenant soin de ne pas dépasser 0.2C (20% de la capacité. Par exemple, pour une batterie de 1.2AH, le courant max toléré sera 0.25A
 - une recharge à courant décroissant (imposée par la batterie)
 - la mise en œuvre d'une tension de floating qui compensera juste l'autodécharge (qq mA)

Pour ce projet : on est OK pour la première étape, pas tout à fait OK pour la seconde étape, mais pas grave car on est pas au dessus mais en dessous de la tension. Et enfin, OK pour la troisième étape.

Concernant la décharge profonde, il semble évidement que la mesure de la tension de sortie en utilisation pour savoir si c'est déchargé ou pas n'est pas très fiable. j'ai donc modifié le design pour ajouter, en plus de la détection de tension, une mise en recharge automatique au bout d'un certain temps. Finalement, le basculement automatique au bout de 2048s (environ 35 minutes) sera mis en œuvre aussi dans le mode "marche".

Ensuite pour dimensionner la batterie, voici ma procédure de calcul :
 - on part du principe que l'appareil est utilisé 24/24 (pire cas)
 - il consomme X ampères en continu
 - il faut bien noté que le temps de charge sera identique au temps de décharge (on bascule alternativement chaque batterie)
 - nous allons donc au pire du dimensionnement devoir fournit autant d'AH en recharge que d'AH consommé pour la même durée --> on recharge au minimum à X ampères max pendant l'étape de recharge à courant constant
 - comme il ne faut pas dépasser 0.2C, il faut une batterie donc la capacité minimale est 5X, mais prenons une marge de 50% soit 8X minimum.
 - comme on dimensionne au dessus à 5X, le niveau de décharge maximum sera de 20% maximum avant recharge, parfait pour une durée de vie optimale

Exemple pour mon projet de préempli :
 - Consommation par canal en pure classe A : environ  50mA
 - Consommation totale : 100mA
 - Capacité des batteries : 100mA x 8 = 800mAH
 - Choix de la batterie : Yuasa NP 0.8AH

[Nard]

Ok Jacques, merci pour le Doc !

De ce que j'en comprends, il vaut donc mieux garder la batterie sous courant de floating que la laisser se décharger, on évite ainsi la sulfatation.

J'ai une autre question  

Au moment precis de la bascule du relais, les batteries seront-elles simultanément connectées ou déconnectées ? C'est dépendant du type de relais choisi.

Dans ce dernier cas, qui est celui que tu as retenu, j'imagine, les condensateurs et le régulateur de sortie assurent une transition sans saute de tension. Il faut toutefois éviter les courants de rupture aux bornes du relais. Qu'est-ce que tu prévois, des snubers, des diodes ? Ou tu considères que le risque de charbonnage n'est pas significatif ?

[fred03]

Bonjour à  tous ,

-pour l'exemple des chargeurs intelligents comme l'optimate 4 , effectivement cela correspond au temps de 30 mns environ pour l'alternance de charge , ( voir synoptique de charge plus bas ) , il se trouve que je possède une YUASA NP17-12 sur une de mes motos et cela fait plus de 5 ans qu'elle est en charge tous les hivers en permanence 24H/24 , 7J sur 7 , et j'avoue ne pas avoir de problème, j'avais choisi celle-ci pour ses caractéristiques et sa qualité d'ailleurs alors qu'elle n'est pas prévue initialement pour les motos ( depuis pas mal de copains ont équipé la leur avec ce type de batterie aussi ) , et en parallèle au boulot c'est celles que l'on retrouve dans quasiment tous les S.S.I et système de source centrale d'éclairage de sécurité où les chargeurs sont/seront bien moins évolués que ceux de Jacques92 et ce type de batterie est vraiment endurante (YUASA gamme NP ) , car en charge constament , sans régulation évoluée particulière, et de toute manière tous les fabricants de S.S.I conseillent dans leur notice de les remplacer en préventif tous les 4/5 ans ,  je cite , tiré de la notice des chargeurs optimate pour leur fonctionnement :

"Le CYCLE DE CHARGE DE MAINTENANCE consiste en périodes de charge flottante de
30 minutes suivies par et alternant avec des périodes de repos de 30 minutes durant
lesquelles aucun courant de charge n’est délivré. Ce cycle à 50% de charge évite la perte
d’électrolyte dans les batteries scellées et réduit au minimum la perte progressive d’eau
des batteries à bouchons de remplissage, ce qui contribue de manière significative à
l’optimisation de la durée utile de batteries utilisées de manière irrégulière ou saisonnière.
Durant les périodes de charge flottante, un petit courant pulsé est continuellement délivré
pour prévenir la sulfatation, optimisant encore la puissance et la durée de vie de la batterie."

[Nard]

Bonjour Fred, et merci pour ces infos.
Chez Harley, le facteur de forme empêche d'installer une batterie standard ! Néanmoins, la mienne a 8 ans et se porte impeccable. Je la charge une fois par mois en hiver avec un chargeur intelligent et c'est très rapide car elle se décharge peu. Sinon, je n'ai fait que répéter les dires de mon garagiste, qui est quand-même bien placé pour avoir des retours

[Jacques92]

(11-05-2024, 04:18 PM)Nard a écrit : J'ai une autre question  

Au moment precis de la bascule du relais, les batteries seront-elles simultanément connectées ou déconnectées ? C'est dépendant du type de relais choisi.

Dans ce dernier cas, qui est celui que tu as retenu, j'imagine, les condensateurs et le régulateur de sortie assurent une transition sans saute de tension. Il faut toutefois éviter les courants de rupture aux bornes du relais. Qu'est-ce que tu prévois, des snubers, des diodes ? Ou tu considères que le risque de charbonnage n'est pas significatif ?

Dans un relais de type Form C, il ne peut y avoir les deux sorties d'un contact actives en même temps.
J'ai choisi un Panasonic Serie JW : 5A "2 form C"
Temps de mise en contact : 15ms, temps de release : 5ms. Les 10 ms d'écart c'est le temps que le contact voyage de l'une vers l'autre sortie. Au final il y aura donc 10ms pendant lesquels aucune batterie de fournira l'énergie. Mais le filtre derrière est largement dimensionné et fournira ce qu'il faut au circuit pendant les 10ms.

Pendant ces 10ms, les condos vont se décharger, mais pas assez pour qu'il y ait un gros appel de courant lors de la connexion. Mais il y aura aussi assez pour qu'un courant de contact puisse exister. Ce n'est pas un problème; c'est un besoin : c'est ce courant qui assure l'auto-nettoyage.

Concernant les rebonds : il n'y en a pas après les 15ms.

Pour ce qui est des condensateur du filtre à la sortie de la batterie, les empreintes permettent d'équiper la carte avec des condos pouvant aller jusque 4700uF en 16V. Ce qui fait avec les 8 unités 35 000uF, largement de quoi masquer les 10ms sans alimentation.

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PCB de carrier board terminé.

Elle est au même format que la carte "module de gestion". On peut empiler jusque 4 modules dessus.