Quel courant de charge ?

Maintenant que le Charge Doctor V2 10A est disponible, la question de charger à 4A voire plus revient régulièrement. La charge à courant élevé réduit bien sûr le temps de charge mais la question légitime est, réduit-elle aussi la durée de vie de la batterie ?
Réponse : tout dépend de la capacité “1C” de votre batterie.

Les monocycles électriques fonctionnant avec des batteries de 58V (16 cellules LiIon à Vnominal=3.6V), la correspondance entre Wh et la valeur “1C” en Ah est indiquée ci-après (pour les hoverboards ou autres VAE, à 48V ou 36V, recalculer 1C = Wh/Tension) :

Capacité batterie Capacité “1C” Exemple de roue
130 Wh 2.2 Ah Solowheel, Airwheel, NineBot
260 Wh 4.5 Ah Firewheel 260, Gotway, Kingsong
520 Wh 9 Ah Firewheel 520, Dolphin
680 Wh 12 Ah Gotway, KingSong

Si la capacité est de 2Ah, le courant d’une charge dite à “1C” est de 2A.

C’est une convention commode pour savoir si la charge est rapide ou pas, et partant, son impact sur la durée de vie de la batterie.

  • La charge à 2C est une charge rapide. Elle est déconseillée (elle se fait surtout en modélisme, mais sur des batteries LiPo et non LiIon).
  • La charge à 1C est possible mais pourrait réduire la durée de vie de la batterie. Les roues aux batteries de 130Wh (Solowheel, Airwheel X3 et clones, Ninebot E…) sont chargées à 1C par un chargeur standard de 2A.
  • La charge à 0,5C est lente mais un compromis acceptable entre rapidité et durée de vie. Une batterie de 260Wh (Firewheel 260) est chargée à 0,5C par un chargeur standard de 2A.
  • La charge à 0,2C est considérée comme une charge très douce

Pour une batterie de 680Wh par exemple, une charge à 1C correspondrait à 12A ! Donc une charge à 4A voire à 6A (en branchant en parallèle un chargeur 4A + un chargeur 2A ou 3 chargeurs 2A) reste une charge “lente”. Des courants aussi forts en apparence ne devraient pas affecter la santé de la batterie. Bien sûr, préserver celle-ci suppose aussi d’éviter les surcharges et décharges profondes, sujet d’un billet précédent.


Charge rapide avec Charge Doctor V2

Le Charge Doctor V2 a une option à 2 entrées permettant de mettre en parallèle deux chargeurs. Les possesseurs de grosses batteries disposent ainsi de plus d’options de branchement (cf tableau ci-dessous) et pourront se faire un chargeur 4A pour pas cher en utilisant deux chargeurs 2A standard.

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Branchement Courant total Remarque
un seul chargeur 2A 2 A
2 chargeurs 2A 4 A
1 chargeur 2A + 1 chargeur 4A 6 A augmenter section câble*
2 chargeurs 4A 8 A augmenter section câble*

*Au dessus de 4A , les fils de charge de la batterie (reliant le BMS à la prise de charge) sont trop fins pour tenir le courant et doivent être remplacés par des câbles de plus grosse section.

Exemple de charge de ma batterie Firewheel 260Wh

Un seul chargeur branché => tension = 61.7V ; courant = 1.94AImage
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Deux chargeurs branchés => courant = 3.95AImage
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Voici la courbe de charge à 4 A de la batterie 260Wh, à comparer à une charge à 2A. La batterie entièrement vide se charge à 90% en environ 1h, càd que le temps de charge a été divisée par deux !Image

Point capacité/Wh % capacité totale tension/V courant/A remarque
0 0 0% 67.3 0 branchement d’un seul chargeur
A 0 0% 57,4 2,03 début charge
B 3,9 1% 60,0 3,99 branchement deuxième chargeur
C 152,8 58% 66,3 3,89 fin phase courant constant
D 211,0 80% 67,1 1,84 courant <2A => l’un des deux chargeurs se désactive
E 244,8 93% 67,5 0,70 coupure auto par Charge Doctor, seuil = 0,7A
F 244,8 93% 67,5 0,81 remise courant manuelle pour charger jusqu’à 100%
G 263 100% 67.5 0,03 fin de charge, débranchement
  • Rermarque 1 : en ajoutant le deuxième chargeur (A->B), le palier de tension au moment du branchement donne une estimation de la résistance interne de la batterie : R = deltaV/deltaA = (60-57.4)/(3.99-2.03), soit R= 1.3 ohms. C’est une résistance un peu trop grande pour une batterie de 260Wh, probablement due en partie à la résistance des câbles et de la connectique.
  • Remarque 2 : en réglant le seuil de coupure automatique à 0.7A, la charge s’arrête à 93%. C’est une valeur cohérente avec les résultats d’une charge à 2A donc à l’incertitude de mesure près, la correspondance entre seuil de coupure et % capacité ne dépend pas du courant de charge. On peut retenir coupure auto à 1A => 90% de charge.
  • Remarque 3 : charger de 93% à 100% prend autant de temps que de charger de 0% à 93% donc ne vaut généralement pas la peine, surtout si vous disposez du Charge Doctor V2 et sa fonction de coupure automatique.

Attention : en théorie, brancher deux chargeurs en parallèle ne pose pas de risque pour les chargeurs. En tous cas, sur les 4 chargeurs que j’ai testés (Firewheel, Gotway, clone Airwheel X3) et selon plusieurs témoignages de wheelers, ça marche. Mais étant donné la multiplicité des modèles, je ne peux pas certifier à 100% que cela marcherait sur vos chargeurs spécifiques. Donc à tester en toute connaissance de cause. Mais l’enjeu en vaut vraiment la chandelle pour les grands rouleurs et possesseurs de grosses batteries > 260Wh.

Attention : la charge de batteries Lithium n’est pas sans risque, a foritiori la charge à courants élevés. Ne négligez pas les précautions d’usage (ne pas charger sans être présent à proximité, installer un détecteur d’incendie, éloigner la roue d’objets de valeur, attendre que la batterie soit froide après une course avant de charger…).

Edit 20/03/2016 : ajout graphe Gotway MSuper 850, charge rapide en branchant deux chargeurs 1,75A en parallèle. Données Thomas T.

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De toute évidence, ça ressemble plus à une batterie de 680Wh que 850Wh ! J’espère que Thomas tirera ça au clair avec le vendeur.

 

 

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