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Qu'est-ce que la précharge et comment ça marche…

Lorsqu'une charge capacitive (onduleur / chargeur) est connectée à la batterie, un courant d'appel important est induit. Ce courant crée un arc entre les contacts du relais… qui sont gravement endommagés. Pour cette raison, les charges capacitives doivent être préchargées avec un courant contrôlé. TAO BMS a une fonctionnalité standard qui se charge de cela automatiquement…

Quel est le risque si je ne précharge pas ?

Afin de lisser le courant, les alimentations et les onduleurs sont équipés de gros condensateurs sur leur côté DC. Lorsqu'ils sont connectés pour la première fois à une batterie, ces condensateurs se comportent comme un court-circuit pendant une très courte période (microsecondes) - tout comme si vous connectiez ensemble les bornes positive et négative de la batterie. Le courant élevé de courte durée traversant le court-circuit est appelé «courant d'appel».

Condensateur d'entrée de l'onduleur
Court-circuit pendant quelques microsecondes lorsque le relais se ferme

Les batteries au lithium ont une très faible résistance interne et sont capables de fournir un courant d'appel bien supérieur à 1000 ampères. Le courant d'appel typique serait compris entre 500 et 1000 XNUMX ampères en fonction de la capacité d'entrée de l'onduleur. Ce courant crée un arc entre les contacts du relais lorsqu'ils se ferment.

Dans le pire des cas, cet arc peut fusionner les contacts, ce qui rend impossible la réouverture du relais. Mais dans tous les cas, il crée des pics et creuse des cratères sur la surface des contacts… la résistance des contacts du relais augmente et conduit à la défaillance du relais.

Un relais avec des contacts endommagés ne doit pas être utilisé comme dispositif de protection

Comment se fait la précharge ?

Pour éviter le courant d'appel, le condensateur d'entrée des chargeurs et des onduleurs doit être chargé avec un courant contrôlé AVANT de fermer le relais.

Pratiquement, pour précharger le condensateur d'entrée d'un équipement il faut :

  1. Connecter une petite résistance en parallèle avec les contacts du relais avant la fermeture du relais
  2. attendre suffisamment de temps pour que le courant (limité par la résistance) charge le condensateur d'entrée de l'onduleur
  3. fermer le relais
  4. déconnecter la résistance avant la réouverture du relais
Limiteur de courant d'appel
La résistance doit être dimensionnée
en fonction du courant de charge maximum et du temps de charge que vous souhaitez

Je n'entrerai pas dans les détails sur la façon de calculer la valeur de la résistance et la puissance nominale mais voici quelques exemples pour limiter le courant à 2 Ampères :

  • Installation 12 v : valeur de la résistance = 7 Ω / puissance nominale > 30 W
  • Installation 24 v : valeur de la résistance = 14 Ω / puissance nominale > 60 W

Pour le temps nécessaire à la précharge, il faut tenir compte des charges parasites en parallèle avec l'onduleur. Ces charges réduiront le courant de précharge allant au condensateur d'entrée de l'onduleur et peuvent même empêcher une précharge complète. Un temps de précharge compris entre 5 et 10 secondes est généralement suffisant, mais dépendra de votre installation.

Mais qui veut activer un interrupteur manuel ?… et être sûr de ne pas oublier!

Dans une installation au lithium, l'activation du relais (charge ou consomateur) se fait par le BMS. Pour une précharge automatisée, vous pouvez soit acheter (pour environ 100 $) un "dispositif de limitation du courant d'appel" spécialisé qui est connecté entre le BMS et le relais, ou…

Vous pouvez laisser TAO BMS s'occuper de la précharge pour vous

Il vous suffit d'acheter, pour quelques euros, la résistance adaptée à votre installation

Comment utiliser la fonction de précharge intégrée de TAO BMS

La sortie #1 du BMS peut être configurée pour la pré-charge. Cette sortie est connectée à une résistance externe et il vous suffit de régler le délai nécessaire pour précharger les condensateurs. Rien de plus simple !

Schéma de connexion de précharge :
  • la sortie « 6 » du BMS est utilisée pour contrôler le relais des consommateurs
  • la sortie "1" du BMS est le circuit de précharge
Configuration du BMS:
  • les sorties "1" et "6" du BMS sont utilisées en mode Normalement Ouvert (NO) lorsque le BMS n'est pas alimenté. Quand le BMS est sous tension elles doivent être fermées (Relais activés par défaut)
  • le temps de précharge est réglé à 5 secondes

Lorsque le BMS est mis sous tension, le journal d’événements du BMS montre la séquence des actions:

le relais de charge est fermé 5 secondes après l'activation du circuit de précharge
Configuration du déclencheur
  • J'ai réglé le déclencheur n°4 pour ouvrir le relais des consommateurs lorsqu'une tension de cellule est inférieure à 2.850 v (déconnexion basse tension)
  • le déclencheur contrôle les sorties relais "1" (pré-charge) et "6" (relais des consommateurs) avec un retard de 60 secondes
  • notez que le relais des consommateurs se refermera lorsque toutes les tensions des cellules seront supérieures à 3.150 v
Déconnexion basse tension

J'utilise la fonction « Simulation de panne » du BMS pour régler une tension de cellule à 2.840 v :

  • le déclencheur #4 devient actif (V < 2.850 v)
  • 60 secondes plus tard le circuit de précharge est désactivé (pour éviter de vider la batterie)
  • puis le relais des consommateurs est ouvert
la séquence des événements est confirmée par le journal d'événements du BMS
Récupération après une déconnexion basse tension

Maintenant, j'ai réglé la simulation pour que toutes les tensions de cellules soient supérieures à 3.150 v :

  • le déclencheur #4 est désactivé
  • le circuit de précharge est activé
  • 5 secondes plus tard, le relais consommateur est fermé
la séquence des événements est confirmée par le journal des événements

Je suis preneur de toute information complémentaire et critique constructive dans la section "Commentaires", ou vous pouvez utiliser le sujet de discussion du forum Qu'est-ce que la précharge et comment cela fonctionne.

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