Le rôle du BMS de la batterie lithium-ion
Les batteries lithium-ion possèdent de nombreux avantages, notamment en terme de densité énergétique et de légèreté. Ces batteries Li-ion se sont largement imposées dans nos appareils quotidiens nomades, dans les véhicules électriques, les vélos électriques et sont utilisées pour le stockage d’énergie stationnaire.
Elles sont composées de cellules reliées en série et sont équipées d’un système électronique nommé BMS « Battery management System ». Cette carte électronique est indispensable pour assurer la sécurité et optimiser la durée de vie de la batterie lithium-ion. En effet, équipées d’un BMS de qualité, les cellules de la batterie sont protégées de potentielles surcharges ou surtensions.
Au travers de cet article Batteries Prod, vous fait part de manière simple le rôle du BMS dans une batterie lithium.
Quel est le rôle du Battery Management System dans une batterie lithium ?
Des systèmes de gestion de batterie (BMS) qui s’adaptent aux différentes technologies ont été développés, répondant ainsi aux particularités de chaque application.
Ces cartes électroniques régulent divers paramètres allongeant la durée de vie des batteries lithium. Pour cela, le système de gestion de batterie regroupe toutes les informations des cellules comme le courant, la tension et la température.
Le BMS se présente sous la forme d’une plaquette de taille variable reliée à l’ensemble des cellules. Ce système assure donc des fonctions de sécurité de base afin d’éviter les courts-circuits, les surtensions et sous-tensions, les températures anormales…
La surveillance de la batterie lithium-ion
Les cellules lithium sont sensibles, elles ne doivent pas être confrontées à des conditions excessives tels qu’une tension, une température élevée ou des chocs. L’électrolyte étant liquide, les batteries lithium-ion présentent des risques de court-circuit. Le BMS a pour fonction d’interrompre la charge ou la décharge des cellules afin de ne pas endommager la durée de vie. Il réalise un chargement homogène de l’ensemble des cellules, protège les éléments contre la surtension ou la sous-tension… Le BMS assure un contrôle intelligent de la batterie lithium : état de santé, état de charge, profondeur de charge…
La fonction « d’équilibrage des cellules»
Au niveau des cellules, avec l’utilisation de la batterie et suite aux charges et décharges, un déséquilibre peut apparaître.
Celui-ci peut provoquer des différences entre les cellules selon les conditions d’utilisation ou l’état de la batterie et ainsi réduire considérablement ses capacités. En effet, certaines cellules seraient chargées correctement et d’autres ne le seraient que partiellement, limitant de ce fait, l’énergie de la batterie lithium. Ce phénomène provoque un vieillissement de certaines cellules, et donc impacte la durée de vie de la batterie. C’est alors que le BMS intervient.
Deux stratégies d’équilibrage existent, l’équilibrage passif et actif. L’équilibrage passif a pour objectif de décharger les cellules qui possèdent le plus d’énergie afin de les ajuster au niveau de charge du groupe de cellules. Quant à l’équilibrage actif, il consiste à distribuer l’énergie des cellules qui contiennent le plus d’énergie aux cellules les plus faibles.
Les éléments des batteries lithium ont besoin d’être équilibrés durant leur charge, de façon à ce qu’ils atteignent une tension similaire en fin de charge. Le BMS supervise et contrôle soigneusement l’état de charge de chaque élément Li-ion. Grâce à ce système électronique, la capacité d’un pack batterie est maximisée en réduisant sa dégradation. Le BMS a pour fonction de corriger l’équilibre de charge de toutes les cellules.
