Bonne gestion d'une batterie LiPo?

Les batteries Lithium Polymère ont de grandes qualités: poids réduit, grande capacité, tolérance pour de (relativement) grands ampérages à la charge comme à la décharge. Egalement, leur voltage est relativement constant pendant les premiers 80% de leur décharge.

Elles présentent aussi des défauts, dont celui de pouvoir prendre feu lors de décharges ou de charges trop importantes. Ce point mérite une attention particulière. Il est recommandé de ne jamais charger une batterie sans surveillance.

Le site http://www.ibt-power.com propose une synthèse intéressante des propriétés des batteries LiPo, dont voici une analyse. Les courbes proviennent de ce site.

Tension maximale ultime d'une batterie LiPo : 1,145 fois la tension nominale

Une batterie de 48 volts est ainsi entièrement chargée à 54,9 volts. une batterie 36 volts est entièrement chargée à 41,2 volts.

Les batteries LiPo n'ont pas de limite maximale de voltage à la charge. Dépasser la tension maximale de charge génère des risques d'incendies spontanés. C'est la raison pour laquelle une telle batterie doit être chargée avec un chargeur spécifique. La tension maximale de charge n'est pas dépassée par les chargeurs fournis.

Tension minimale utile d'une batterie LiPo = la tension nominale = décharge à 80%

La courbe de décharge générique des batteries LiPo montre que leur tension reste très stable (et élevée) pendant l'essentiel de la décharge, puis présente une chute brutale à la fin. Il est recommandé partout  de ne pas utiliser plus de 80% de la capacité de la batterie, ce qui correspond à peu de chose près au début de la chute finale de tension, et à la tension nominale de la batterie. Une batterie 36 volts est ainsi presque entièrement déchargée à 36 volts. De toutes façons, il estinutile d'envisager un trajet à ces niveaux de décharge.

Cette figure montre aussi que la tension de la batterie baisse significativement avec l'intensité du courant de décharge. On observe facilement cette baisse de tension pendant l'utilisation : le voyant 100% de l'indicateur de niveau batterie clignote ou s'éteind temporairement. La tension remonte immédiatement lorsque la batterie retourne au repos.

Une décharge à 1C correspond à une demande de puissance égale à la capacité de la batterie. Une batterie 36 volts 10Ah contient 360 watt heure. 1C correspond ainsi à une demande instantanée de 360 watts, 2C correspondrait à une demande de 720 watts (limite max des controleurs ebike discount). En 48 volts 10Ah, 1C correspond à 480 watts, 2C à 960 watts (supérieur à la limite de 750 watts des controleurs)

Noter qu'en 48 volts, 0,2C correspond à 96 watts, ce qui indique que sous une demande 100 watts, qui correspond à une allure modérée (environ 20 kmh sur le plat), la batterie délivre la même tension qu'au repos.

Tension minimale critique d'une batterie LiPo: 0,8 fois la tension nominale

Une batterie 48 volts doit impérativement être mise au repos quand sa tension atteint 38,5 volts. Une batterie 36 volts ne doit pas être utilisée en dessous de 29 volts.

Utiliser une batterie LiPo en dessous de ce voltage de référence risque de la dégrader. Une cause en est qu'en approchant de la décharge profonde, la batterie chauffe de plus en plus. On peut le comprendre en considérant que le nombre d'ampères demandés pour fournir une puissance donnée augmente rapidement quand la tension baisse.

Les courbes de décharge des batteries Lipo montrent clairement qu'à ce niveau de voltage la batterie est déjà quasiment vide. L'utiliser ne servirait plus à rien. Noter que les kits ebike-discount disposent d'une double protection contre ce risque. Le controleur ainsi que le module BMS de la batterie couperont automatiquement au dessus de ce niveau critique.

Influence de la température sur la décharge

La température idéale de fonctionnement des batteries LiPo est de 25° centigrades. On voit clairement la nécessité de les stocker dans un lieu tempéré en hiver, et de les isoler du froid. Les sacs ebike-discount sont parfaits dans ce rôle.

Evolution des tensions pendant la charge

On observe que le courant baisse progressivement dès que la batterie atteint la tension délivrée par le chargeur. La charge continue alors jusqu'à ce que le courant devienne quasi nul.

Courbe type de performance en fonction du nombre de cycles de charge

Une batterie ayant vécu 500 cycles de charge/décharge possède encore environ 85% de sa capacité d'origine. Une charge partielle est considérée comme ayant moins d'impact qu'une charge complète. Une batterie qui n'aura jamais subi de surchauffe à la décharge, ou qui n'aura que rarement été coupée par le controleur ou le BMS conservera aussi de meilleures performances. Il vaut mieux ne jamais pousser une batterie trop loin.