Accumulateurs
(177)Le stockage de l'électricité est l'un des plus grands défis d'aujourd'hui – à l’époque des appareils mobiles et des énergies renouvelables. Dans cette catégorie de produits il y a principalement les batteries de ce premier domaine. Il s'agit d'articles destinés aux appareils portables, aux robots autopropulsés télécommandés, mais aussi aux substituts des piles dites « bâtons » ordinaires (AA, AAA), aux boîtiers de cellules pour les appareils à courant fort (outils électriques, modèles RC), ainsi que des composants qui intéresseront les équipementiers électroniques, c'est-à-dire les batteries destinées à être installées en usine dans des appareils ou même à monter sur un PCB. En fonction du produit recherché, l'acheteur se posera l'une des questions suivantes ...
Une batterie au lieu d'une pile – à quoi devez-vous faire attention ?
Depuis de nombreuses années, les « batteries », c'est-à-dire les remplacements rechargeables des piles standard, ont été une alternative réelle et rentable. L'achat d'un jeu de piles AA ou AAA et d'un chargeur universel est une solution économique, pratique et écologique. C'est aussi une excellente idée universelle pour faire à quelqu’un un cadeau pratique. Cependant, les consommateurs commettent une erreur courante en achetant des batteries moins chères qui ont une plus petite capacité. Ce sera un choix rentable uniquement pour alimenter des appareils à faible consommation d'énergie (souris et claviers sans fil, télécommandes de télé et appareils audiovisuels et les horloges). Pour les autres équipements, la batterie nécessitera une charge fréquente et s'usera plus rapidement. Il faut prendre en considération le fait que la tension nominale des piles AA et AAA est inférieure, par exemple, aux piles alcalines (1,2 V et 1,5 V respectivement). Les appareils plus anciens peuvent ne pas fonctionner correctement lorsqu'ils sont alimentés par des piles rechargeables. Remarque ! Le mélange de différentes batteries, contre lequel tous les fabricants d'équipements électriques mettent en garde, peut être nocif. Cette pratique est extrêmement dangereuse dans le cas des batteries ! Cela peut gravement endommager l'équipement et même nuire à votre santé (brûlures) ?
Comment choisir individuellement une batterie de remplacement ?
Il arrive que les petits appareils électroménagers équipés de batteries se déchargent de plus en plus souvent et / ou ne fonctionnent pas correctement, malgré un bon entretien. Si l'appareil a un accès facile à la batterie installée à l'intérieur, nous pouvons essayer de la remplacer. Dans le catalogue TME, nous proposons un certain nombre d'ensembles qui remplacent les batteries utilisées dans les téléphones sans fil, les rasoirs, les brosses à dents électriques, etc. Toutefois : si nous ne connaissons pas les paramètres détaillés de l’ensemble à remplacer (capacité, type, tension, broche), nous devons examiner et analyser un circuit de manière détaillée. Sinon, nous pourrions entraîner des dommages à l'équipement impossibles à réparer (par exemple, brûlure du stabilisateur de tension, panne du moteur, etc.). Heureusement, la plupart des cellules de marque et leurs emballages sont détaillés en imprimant des spécifications sur le boîtier / l'emballage de la batterie.
Quel type de batterie choisir pour le projet ?
Le choix d’une batterie pour votre projet n'est pas une tâche facile. Nous pouvons même appeler cette activité comme l'art du compromis. Le type de cellules utilisées affectera de manière directe non seulement le fonctionnement de l'appareil, mais également sa structure et son circuit. Par conséquent, analysons brièvement des problèmes à prendre en compte – et justement déjà au stade de la conception.
Quels paramètres de batterie sont importants ?
Malheureusement, la réponse à cette question est : tous. Même une question aussi triviale que le type de broches peut considérablement affecter la mise en œuvre du projet. Le fabricant (et même un constructeur individuel) devrait déterminer si le processus de construction de l'appareil doit prendre en compte, par exemple, l'étape de soudage par points des cellules au lithium-ion, ou peut-être il vaut mieux utiliser un ensemble LiPo prêt à l'emploi ? Si le consommateur est en mesure de remplacer lui-même la batterie, ne serait-il pas préférable d'opter pour son format standard et largement disponible ? Même la masse (et surtout le centre de gravité) du produit cible dépendra fortement de la source d'énergie utilisée.
Taille et capacité
La « densité » d'énergie stockée la plus élevée est obtenue dans le cas des batteries lithium-polymère. Cependant, leur utilisation est associée à un certain nombre de complications, qui sont discutées ci-dessous. Lors de l'utilisation de cellules au lithium-ion, il convient d'envisager l'utilisation de leurs formats moins populaires, par exemple des rouleaux plus courts ou plus minces qui permettront une meilleure utilisation de l'espace dans le boîtier de l'appareil cible. Malheureusement, dans tous les cas, la capacité de la cellule sera étroitement liée à son volume.
Tension et courant
Même les meilleurs convertisseurs DC/DC n'atteignent pas une efficacité de 100%. Chaque convertisseur qui est placé dans le circuit va générer les pertes de l'énergie et produire de la chaleur. Il peut sembler tentant de mettre de nombreuses cellules connectées en parallèle dans l'appareil – cela permet, entre autres, pour obtenir un ampérage élevé (ce sera important lors de l'alimentation des composants électromécaniques). Cependant, la conséquence d'une telle solution peut être la nécessité d'utiliser le convertisseur step-up, par exemple pour un écran LCD rétro-éclairé – cela entraînera à son tour une consommation d'énergie significative et une diminution de la durée de vie. De plus, en utilisant un système à microprocesseur (par exemple un ordinateur à carte unique), l'appareil contiendra toujours un certain nombre de convertisseurs et de stabilisateurs de tension nécessaires au fonctionnement de l'unité centrale et de ses composants. C'est pourquoi il est important de choisir un tel ensemble de cellules (et d'éléments de circuit) qui permettra une alimentation optimale de l'ensemble du système, de préférence avec l'utilisation d'un seul stabilisateur (idéalement, il s'agira d'un stabilisateur couplé à un contrôleur de charge et un équilibreur mais ce n'est pas toujours possible).
Types de batteries – une brève comparaison
Puisque chaque type de batterie a ses propres caractéristiques spécifiques à la fin nous présentons une brève comparaison de ces technologies.
Batteries au lithium-polymère
Ce sont des cellules qui se caractérisent d’un rapport exceptionnellement élevé entre l'énergie stockée et le volume, elles fournissent un courant de haute intensité et les ensembles peuvent être formés en solides cuboïdes de toutes dimensions. Ces batteries sont utilisées dans des produits compacts et où il est nécessaire de fournir de grandes quantités d'énergie en peu de temps (par exemple, ce que l'on appelle les boosters de voiture, permettant à la voiture de démarrer malgré sa décharge). Malheureusement, les cellules de ce type sont également délicates et en cas de rupture d'emballage, de surchauffe, de charge incorrecte ou même d'humidité – une forte instabilité. Les ensembles Li-Pol sont équipés en usine d'un système d'équilibrage qui protège le produit contre une mauvaise utilisation – cependant, ce circuit ne garantit pas une sécurité totale. Le contrôleur de charge de la batterie au lithium-polymère doit surveiller en permanence la température des cellules. La dégradation et les dommages et déformations irréversibles peuvent être causés par un déchargement profond du colis (ou un stockage à long terme dans des conditions autres que celles spécifiées par le fabricant).
Batteries lithium-ion
C’est l’une des solutions les plus populaires du marché. Cellules Li-Ion sont caractérisées par une longue durée de vie et un entretien facile. Ces batteries sont chargées en deux étapes : d'abord en maintenant un courant constant, et enfin en maintenant une tension constante. Les contrôleurs de charge et les équilibreurs pour cellules lithium-ion sont largement disponibles et peu coûteux (cependant : il est préférable de choisir un chargeur basé sur l'un des systèmes de fabricants bien connus et éprouvés). Ces batteries sont relativement résistantes aux facteurs mécaniques, bien que thermiquement « sensibles ». En les regroupant dans un ensemble, il faut éviter de souder les fils directement aux bornes de la batterie, à cet effet, des soudeurs par points sont le plus souvent utilisés. Elles peuvent fournir un courant très élevé (ce qui signifie également qu'elles seront dangereuses en cas de court-circuit). Leur taille est le plus souvent déterminée par une série de chiffres, par exemple 18650. Il s'agit d'une méthode d'enregistrement des dimensions de la batterie. Les deux premiers chiffres indiquent le diamètre en millimètres, les trois derniers la longueur en dixièmes de millimètre. Par conséquent : 18650 est un cylindre d'un diamètre de 18 mm et d'une hauteur de 65 mm. Par curiosité, on peut mentionner que la cellule Li-Ion 14500 a la même taille que la pile au format AA, donc des paniers de batteries standard peuvent être utilisés pour leur assemblage et leur regroupement en ensemble.
Batteries LiFePO4
Les cellules lithium fer phosphate sont souvent appelées les successeurs de la technologie lithium-ion. Contrairement à ses représentants, les batteries LiFePO4 ne contiennent pas de cobalt dans leurs électrodes. Elles se caractérisent par une durée de vie plus longue, une plus grande stabilité et des paramètres électriques comparables. Un avantage supplémentaire est le faible courant d'autodécharge (c'est-à-dire qu'ils restent chargés pendant une période relativement longue). Le processus de production permet la production de ces batteries avec des bornes en forme de vis, ce qui facilite et accélère l'assemblage et la connexion des cellules, assure également une faible résistance des connexions et leurs bons paramètres de courant.
Batteries Ni-MH
Le nom complet est les batteries « nickel-hydrure métallique ». Elles sont le plus souvent utilisées sous forme de batterie grand public. Ils nécessitent une charge par impulsions (idéalement dans un chargeur de processeur) car elles peuvent être endommagées après la connexion à une source du courant continu. Ce type de cellule est également sensible aux décharges profondes.
Batteries Ni-Cd
Les batteries nickel-cadmium dans la structure, l'application et les paramètres électriques sont similaires à Ni-MH, bien que leur densité d'énergie soit inférieure. Il ne faut pas oublier que ces types de batteries sont chargés de soi-disant « Effet mémoire ». En d'autres termes, leur capacité se dégradera si elles ne sont pas régulièrement déchargées et complètement chargées. Le plus important pour chaque client est que ce ce type de batteries est actuellement retiré de l'offre de TME pour des raisons environnementales.
Entrepôt :
