Circuit de protection
Les blocs-batteries Li-ion commerciaux contiennent des dispositifs
de protection redondants pour assurer la sécurité
en toutes circonstances. Typiquement, un TEC (transistor à
effet de champ) ouvre si la tension de charge d'un élément
quelconque atteint 4,30 V, et un fusible grille si la température
des éléments approche 90 °C (194 °F).
En outre, un interrupteur à pression dans chaque élément
interrompt définitivement le courant de charge si on
excède un niveau sécuritaire de pression, et
les circuits de contrôle internes de niveau de tension
isolent la batterie si les seuils inférieurs et supérieurs
de tension sont atteints. Des exceptions sont faites pour
les blocs-batteries spinelle prismatiques et cylindriques
contenant seulement un ou deux éléments.
La Li-ion se décharge typiquement à 3 volts
par élément. Le " niveau de tension "
le plus bas d'interruption de l'alimentation est de 2,5 V/élément.
Cependant, pendant une période de stockage prolongée,
une décharge sous ce niveau de tension est possible.
Les fabricants recommandent une charge " d'entretien
" pour augmenter graduellement la tension d'une telle
batterie à un niveau de tension " acceptable "
conforme aux tolérances. Les chargeurs ne sont pas
tous conçus pour appliquer une charge lorsque la tension
d'une batterie Li-ion a diminué sous 2,5 V/élément.
Certaines batteries affichent un seuil de chute de tension
extrêmement bas qui déconnecte définitivement
le bloc-batterie lorsque la tension d'un élément
diminue sous 1,5 volts. Cette précaution est prise
pour empêcher la recharge lorsqu'une batterie a atteint
un niveau intolérable de tension. Une décharge
complète provoque le placage du cuivre, ce qui peut
générer un court-circuit dans l'élément.
La plupart des fabricants ne vendent pas directement d'éléments
Li-ion, mais ils les offrent plutôt sous forme de blocs-batteries
complets avec circuit de protection. Cette protection est
compréhensible lorsqu'on considère les dangers
d'explosion et d'incendie qui existeraient si la batterie
était chargée et déchargée au-delà
de ses limites sécuritaires.
Une préoccupation majeure est soulevée lorsque
l'électricité statique ou lorsqu'un chargeur
défectueux provoquent la destruction du circuit de
protection de la batterie. De tels dommages amènent
souvent les interrupteurs à semi-conducteurs à
griller en position permanente de MARCHE sans que l'usager
en soit conscient. Une batterie dont le circuit de protection
est défectueux peut fonctionner normalement, cependant
celle-ci n'est pas sécuritaire. Si elle est chargée
au-delà des limites sécuritaires de tension
en utilisant un chargeur de conception médiocre, la
batterie peut chauffer, pour ensuite bomber, et s'enflammer
dans certains cas. Il peut également être dangereux
de court-circuiter une telle batterie.
Analyseurs de batteries au lithium-ion
Dans le passé, les analyseurs de batteries étaient
utilisés pour restaurer les batteries affectées
par la " mémoire ". Avec les batteries sans
nickel d'aujourd'hui, la mémoire ne constitue pas un
problème et l'emphase des analyseurs est orientée
vers la vérification du rendement, le contrôle
de la qualité et le test rapide des batteries.
La sagesse conventionnelle veut qu'une nouvelle batterie fonctionne
toujours sans problème. Néanmoins, plusieurs
usagers ont appris qu'une batterie fraîchement déballée
ne respecte pas toujours les spécifications du fabricant.
Avec un analyseur de batteries, toutes les batteries qui sont
livrées peuvent être vérifiées
dans le cadre d'une procédure de contrôle de
la qualité. En outre, des réclamations au titre
de la garantie peuvent être présentées
si la capacité de la batterie baisse sous le niveau
spécifié à la fin de la période
de garantie.
La durée de vie typique d'une batterie Li-ion est de
300 - 500 cycles de décharge/charge, ou de deux ans
après la date de fabrication. La perte de capacité
d'une batterie survient graduellement et souvent sans que
l'usager en soit conscient. Même si elle est totalement
chargée, la batterie régresse éventuellement
à un point où elle peut contenir moins de la
moitié de sa capacité originale. La fonction
d'un analyseur de batteries est d'identifier ces batteries
faibles afin de les " éliminer ".
Un analyseur de batteries peut également être
utilisé pour déterminer la cause des courtes
durées de fonctionnement. Le chargeur ne fournit peut-être
pas la charge totale ou l'appareil portatif consomme peut-être
plus de courant que prévu. Plusieurs des analyseurs
de batteries d'aujourd'hui peuvent simuler la signature de
charge d'un appareil numérique et vérifier la
durée de fonctionnement en se basant sur la capacité
disponible dans la batterie.
Une caractéristique importante des analyseurs de batteries
modernes est leur capacité de lire la résistance
interne d'une batterie, un test qui ne nécessite que
quelques secondes à effectuer. Dans le cadre du vieillissement
naturel, la résistance interne d'une batterie Li-ion
augmente graduellement à cause de l'oxydation de l'élément.
Plus la résistance est élevée, moins
la batterie peut fournir de l'énergie.
Pour utiliser le test de résistance afin de valider
la batterie, il est essentiel d'obtenir une lecture de référence
d'une bonne batterie dont le rendement est connu. Puisque
chaque type de batterie peut être différent,
une lecture de référence sera requise pour chaque
modèle.
Une méthode plus fiable de mesurer l'état de
santé d'une batterie est d'utiliser une méthode
de test rapide. Cadex a développé un système
qui utilise un algorithme d'interférence pour vérifier
la capacité des batteries. L'algorithme Quicktest est
adapté à chaque batterie en utilisant un algorithme
d'analyse des tendances qui ressemble au processus de développement
de la pensée du cerveau humain.
Le Quicktest de Cadex peut être effectué avec
un niveau de charge se situant entre 20 et 90 pour cent. Si
la batterie n'est pas suffisamment chargée ou si son
niveau de charge est trop élevé, l'analyseur
applique automatiquement une charge ou une décharge
pour ramener la batterie à l'intérieure des
tolérances requises pour effectuer le test. À
l'intérieure de ces tolérances, les différents
niveaux de charge n'affectent pas les lectures. La durée
du test est d'environ deux minutes et le celui-ci peut être
effectué sur des batteries Li-ion/polymère,
NiMH et NiCd.
Le test rapide de Cadex peut être effectué en
utilisant les analyseurs de batteries Cadex 7200 et 7400.
Ces plate-formes sont dotées d'adaptateurs interchangeables
pour batterie qui contiennent les codes de configuration des
batteries et les matrices permettant d'effectuer le test rapide.
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