Comment configurer l'étape de travail pour l'équilibrage d'une batterie lithium ternaire dans une machine à batteries Yesa ?
Bonjour, en fonction du type de votre véhicule hybride, Hyundai Kia PEnsemble Module Niro Sportage, avec chimie NCM, tension nominale à 44,4 V (12 cellules en série), tension maximale : 50,4 V, tension de coupure minimale à 30 V et capacité : 30,8 Ah à 38,3 Ah, notre configuration est la suivante :
Séquence du processus :
1. Décharge à courant constant : Décharge à 3 A jusqu'à 3 V (déchargée) ;
2. Repos : 10 minutes ;
3. Charge à courant constant : chargez à 2,5 A jusqu’à 4,2 V (entièrement chargé) ;
4. Repos : 10 minutes ;
5. Décharge à courant constant : Décharge à 3 A jusqu'à 3 V (déchargée) ;
6. Repos : 10 minutes ;
7. Charge à courant constant : Charger à 2,5 A jusqu'à 4 V (environ 80 % de charge).
Raisons sous-jacentes :
Étape 1 : Décharge à courant constant de 3 A jusqu'à 3 V (décharge complète)
Cette étape de décharge initiale sert à une déplétion contrôlée de Bloc-batterieL'énergie stockée est récupérée, ramenant toutes les cellules à un faible niveau de charge (SOC). Pour les batteries lithium-ion NCM (nickel-cobalt-manganèse), une décharge à environ 3 V par cellule (soit environ 36 V pour votre module série de 12 cellules, bien que le seuil exact puisse être contrôlé pour chaque cellule ou ajusté pour l'ensemble du pack) permet d'égaliser les déséquilibres de tension qui peuvent apparaître au fil du temps en raison d'une utilisation irrégulière, de l'autodécharge ou de variations de fabrication. L'objectif est de réinitialiser le pack à un SOC de base connu, minimisant ainsi les différences de capacité entre les cellules et évitant les surtensions dans les cellules les plus performantes lors des charges suivantes. L'intensité de 3 A est modérée afin d'éviter une surchauffe ou une contrainte excessive, garantissant ainsi la sécurité lors de la décharge complète sans atteindre le seuil de coupure minimal absolu (le minimum de 30 V spécifié pour le pack, soit environ 2,5 V par cellule, qui pourrait endommager le système en cas de décharge trop importante).
Étape 2 : Reposez-vous pendant 10 minutes
La période de repos permet à la chimie de la batterie de se stabiliser après la décharge. Durant la décharge, les résistances internes et les réactions électrochimiques peuvent provoquer des chutes ou des rebonds de tension temporaires (phénomènes appelés effets de polarisation). Cette brève pause permet aux tensions des cellules de se stabiliser à leurs valeurs réelles en circuit ouvert, réduisant ainsi les imprécisions lors de l'étape suivante. Son rôle est de garantir des mesures précises ou un démarrage de charge à partir d'un état équilibré, ce qui est crucial pour l'équilibrage car cela permet d'identifier tout déséquilibre persistant sans interférence des effets transitoires.
Étape 3 : Charge à courant constant de 2,5 A jusqu’à 4,2 (charge complète)
Ici, la batterie est chargée à sa tension maximale par cellule (4,2 V, soit 50,4 V au total pour le module), ce qui correspond à une charge complète. Cette étape active les mécanismes d'équilibrage passifs ou actifs du système de gestion de la batterie (BMS), le cas échéant, en incitant les cellules à tension plus élevée à évacuer l'excédent de charge par le biais de résistances ou d'une redistribution. Pour les cellules NCM, une charge à 4,2 V optimise l'utilisation de la capacité tout en restant dans les limites de sécurité afin d'éviter la formation de dépôts de lithium ou la dégradation. Le courant de 2,5 A, plus faible que celui de la décharge, est choisi pour une charge plus douce, réduisant ainsi l'échauffement et laissant le temps à l'équilibrage de se faire naturellement. L'objectif global est d'équilibrer les cellules de manière optimale, en veillant à ce qu'elles atteignent toutes leur niveau de charge maximal de façon uniforme. Ceci corrige les déséquilibres susceptibles d'entraîner une baisse des performances de la batterie ou des problèmes de sécurité, comme la surcharge des cellules les plus faibles.
Étape 4 : Reposez-vous pendant 10 minutes
Comme à l'étape 2, cette pause permet la stabilisation après la charge. Après la charge, les cellules peuvent présenter une relaxation de tension due à la diffusion des ions lithium au sein des électrodes. Cette pause garantit l'égalisation des tensions internes, offrant ainsi une vision claire de l'état d'équilibre avant la prochaine décharge. Cette fonction permet une évaluation précise du résultat de la charge et évite de poursuivre avec des tensions instables susceptibles de perturber le processus d'équilibrage.
Étape 5 : Décharge à courant constant de 3 A jusqu’à 3 V (déchargée)
Ce second cycle de décharge répète le processus d'épuisement, mais cette fois-ci à partir d'un état de charge et d'équilibrage complets. Il vérifie l'équilibrage obtenu lors des étapes précédentes en déchargeant uniformément les cellules, révélant potentiellement d'éventuelles différences de capacité résiduelle grâce à la surveillance de la tension. Pour les batteries lithium-ion, des cycles répétés de ce type permettent de recalibrer l'estimation de l'état de charge (SOC) du système de gestion de batterie (BMS) et d'égaliser davantage les cellules en les soumettant à une décharge profonde (DoD). Le courant de 3 A assure la cohérence avec l'étape 1 dans des conditions comparables. Ce cycle a pour fonction de confirmer l'équilibrage, de mesurer la capacité effective (dans la plage de 30,8 Ah à 38,3 Ah) et de conditionner les cellules pour une durée de vie optimale, car la technologie NCM bénéficie de cycles profonds occasionnels pour atténuer les problèmes liés à la couche d'interface électrolyte solide (SEI).
Étape 6 : Reposez-vous pendant 10 minutes
Cette étape de stabilisation permet de rétablir la tension et l'équilibre chimique de la batterie après la seconde décharge. Elle reproduit les étapes précédentes afin de garantir la cohérence de la procédure et d'assurer un démarrage fiable de la charge finale à partir d'un niveau de charge initial faible. Son rôle est d'améliorer la précision de l'étape finale en évitant les erreurs dues à la polarisation post-décharge.
Étape 7 : Charge à courant constant de 2,5 A jusqu’à 4 V (sur environ 80 % de charge)
La charge finale à 4 V par cellule (48 V au total pour le module) amène la batterie à un état de charge partiel, idéal pour le stockage ou une utilisation immédiate sans recharge complète. Pour les cellules NCM, un stockage à environ 80 % de leur état de charge (plutôt qu'à 100 %) minimise les contraintes, réduit le vieillissement calendaire et diminue les risques tels que la formation de dendrites ou la décomposition de l'électrolyte. Le courant de 2,5 A assure un contrôle précis. L'objectif est de laisser la batterie dans un état équilibré et prêt à l'emploi après conditionnement, optimisant ainsi sa durée de vie tout en garantissant que les cycles d'équilibrage précédents ont égalisé les tensions entre les 12 cellules. Cette étape permet d'établir l'état d'équilibrage optimal pour une utilisation dans le module Hyundai Kia PHEV.
Recommandations supplémentaires / Améliorations potentielles
- Surveillance/contrôle de la température — Le NCM est sensible ; visez 20–30°C pendant tout le processus. Si la température finale dépasse 40 °C°C, ralentir les courants ou ajouter un refroidissement par air forcé.
- DSurveillance V — Votre table a un -DColonne V (probablement la tension delta) — cellule de suivi max DV partout. Objectif –50 mV au repos après une charge complète pour un bon équilibrage des modules PHEV.
- Dispositifs de sécurité — Vérifiez que les protections contre les surtensions (par exemple, 4,25 V/élément), les sous-tensions et les surintensités/températures sont activées. Pour un pack 12S, la tension maximale est d'environ 50,4 V.–51V.
- Vérification de capacité — Après la deuxième décharge (étape 5), comparez la valeur Ah mesurée à la valeur nominale de 30,8 Ah de votre module.–38,3 Ah. Si la valeur est nettement inférieure, les cellules peuvent être vieillies ou nécessiter des cycles de charge/décharge supplémentaires.
- étape supplémentaire facultative — Si le déséquilibre persiste, insérez une charge très lente (par exemple, 0,5).–1A) à 4,2V avec maintien CV étendu pour un équilibrage passif agressif.
- Contexte du véhicule — Sur les véhicules hybrides rechargeables Hyundai/Kia (comme le Niro/Sportage), le système de gestion de la batterie (BMS) embarqué effectue généralement son équilibrage principalement lors de la charge lente en courant alternatif jusqu'à 100 % (nécessitant parfois de laisser le véhicule branché après avoir atteint 100 %). Votre procédure externe est plus complète pour un module retiré. Après sa réinstallation, une charge complète à 100 % dans le véhicule peut aider le BMS à se réinitialiser et à s'affiner.
- Répétition du cycle — S'il s'agit d'un reconditionnement en profondeur, répétez la séquence complète 2–3 fois si initial DV est élevé (>100mV).
Cette configuration devrait permettre d'obtenir un module bien équilibré, dont la capacité a été vérifiée, prêt à être utilisé ou stocké.
Nous espérons que vous pourrez procéder à l'équilibrage de ce groupe de batteries conformément aux instructions ci-dessus, puis les installer sans problème dans le véhicule. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à laisser un message ci-dessous ; nous nous ferons un plaisir d'y répondre.