Qu'est-ce que la mesure du courant ?
Quiconque a travaillé avec BMS a vuSOCdes lectures qui ne correspondent pas à la réalité. La batterie affiche 30 % et le chariot élévateur s'éteint soudainement. Ou bien il atteint 80 % et passe directement au maximum. Parcourez n'importe quel forum de chariots élévateurs et vous trouverez des discussions sur « la batterie affiche 100 % mais ne démarre pas » ou « arrêt soudain à 25 % de SOC ». Il peut s'agir d'un déséquilibre cellulaire, d'un mauvais algorithme d'équilibrage ou de bugs du BMS. Mais une chose est souvent négligée : la mesure du courant elle-même peut être erronée.
Mettez une résistance de précision en série avec le circuit, mesurez la chute de tension, appliquez la loi d'Ohm. Cette résistance s'appelle un shunt.
Les systèmes de batteries pour véhicules électriques et industriels utilisent des shunts dans la plage de 25 µΩ à 100 µΩ. Pourquoi si bas ? Poussez 600 A à travers un shunt de 0,5 mΩ et vous obtenez 180 W de dissipation thermique. Cette chaleur doit bien aller quelque part. De nombreux équipements de production disposent de chemins thermiques dédiés autour de l’ensemble de détection de courant uniquement pour résoudre ce problème.
Les capteurs à effet Hall mesurent le champ magnétique généré par le flux de courant au lieu d'être insérés dans le circuit principal. Isolation galvanique-intégrée. Mais la précision souffre à faibles courants -un module Hall évalué à 1 000 A- mesurant 10 A peut afficher plusieurs fois plus d'erreurs qu'à 500 A. La plupart des conceptions BMS utilisent Hall comme sauvegarde, les shunts effectuant la détection principale.
Le courant instantané n’est qu’une partie du tableau. BMS a besoin de SOC, ce qui signifie intégrer le courant dans le temps-compte de coulombs. L'échantillonnage comporte du bruit et du décalage. Exécutez-le assez longtemps et les erreurs s'accumulent. Les systèmes réels combinent le comptage de Coulomb avec des -vérifications croisées de tension en circuit ouvert-, ou utilisent le filtrage de Kalman. Maintenir l’erreur SOC à moins de 5 % est un objectif courant.
La formation de cellules en usine nécessite une précision de courant plus stricte que le BMS d'exécution. Le courant de formation affecte la qualité de la couche SEI, ce qui affecte la cohérence des cellules dans le lot. Les ateliers de production utilisent des shunts de haute-précision avec des CAN 24-bits. Les tests de laboratoire-utilisent des capteurs à fluxgate-avec une précision de l'ordre du ppm, mais ils sont coûteux.
La méthode à utiliser dépend de l'application. Les chariots élévateurs constatent des courants de pointe de plusieurs centaines d'ampères pendant le levage.-BMS doit gérer ces pics sans faux déclenchements. Les voiturettes de golf consomment moins de courant mais peuvent rester inutilisées pendant des mois. Il est donc plus important de mesurer les petits courants d'auto-décharge.
