J'ai essayé de concevoir un système de charge pour un petit robot alimenté par une batterie lithium polymère (LiPo) 2S 20C . Si je faisais confiance à tout ce que je lis en ligne, je pense que le LiPo va me tuer dans mon sommeil et me voler mes économies. Le conseil commun que j'ai lu, si vous êtes assez courageux pour utiliser des piles LiPo, est "ne laissez jamais sans surveillance", "ne chargez jamais sur une surface inflammable ou conductrice" et "ne chargez jamais à une vitesse supérieure à 1  C ".

Je comprends pourquoi cela est prudent, mais quel est le risque réel avec les batteries LiPo?

Presque tous les téléphones portables, qu’ils soient Android ou iPhone, contiennent une batterie LiPo, que la plupart des gens, y compris moi-même, rechargent sans surveillance, souvent à l’abri sur une surface inflammable ou conductrice. Pourtant, vous n'entendez jamais parler d'une personne qui a pris feu alors que son téléphone portable a explosé. Oui, je sais qu'il y a des accidents anormaux, mais à quel point les batteries LiPo modernes sont-elles dangereuses? Pourquoi autant de commentateurs en ligne traitent-ils les batteries LiPo autonomes comme des bombes en attente d'explosion, mais ne pensent même pas à deux fois à la présence de LiPo dans leur poche?

Tous les téléphones portables (ainsi que les ordinateurs portables et presque tout avec une batterie rechargeable) utilisent LiIon / LiPo (essentiellement équivalent aux fins de la présente discussion). Et vous avez raison: en termes d'incidence réelle, le lithium-ion et le lithium-polymère sont la chimie des batteries la plus sûre à être utilisée à grande échelle, sans exception.

Et la seule raison pour laquelle cette chimie maintenant omniprésente ne vous a pas assassiné et / ou votre famille à plusieurs reprises est que ces cellules ne sont pas chargées sans surveillance. Vous n'y assisterez peut-être pas personnellement, mais chacune de ces batteries lithium-ion est dotée d'un nombre important de circuits de protection et de surveillance intégrés en permanence au pack. Il agit en tant que gardien. Il surveille chaque cellule d'une batterie.

• Il déconnecte les bornes de sortie et évite leur surcharge.
• Il déconnecte la sortie si elles sont déchargées à un courant trop élevé.
• Il déconnecte la sortie si elle est CHARGÉE à un courant trop élevé.
• Si l'une des cellules se détériore, la sortie est déconnectée.
• Si une cellule devient trop chaude, elle déconnecte la sortie.
• Si une des cellules est trop déchargée, la sortie est déconnectée (et en permanence - si vous oubliez de charger une batterie lithium-ion trop longtemps, vous constaterez qu'elle ne se chargera plus. Elle est détruite efficacement et la protection circuit ne vous permettra pas de charger les cellules).

En effet, chaque batterie de téléphone, batterie d'ordinateur portable *, quelle que soit la batterie qui soit une chimie au lithium rechargeable, est la plus surveillée, scrupuleuse et activement gérée, à l'opposé de «sans surveillance» comme on peut l'obtenir pour une batterie.

Et la raison pour laquelle tant de problèmes supplémentaires sont causés est que les batteries lithium-ion sont réellement dangereuses . Ils ont besoin de circuits de protection pour être sûrs, et ils ne le sont même pas à distance sans eux. D'autres substances chimiques telles que NiMH ou NiCad peuvent être utilisées de manière relativement sûre en tant que cellules nues, sans aucune surveillance. S'ils deviennent trop chauds, ils peuvent ventiler (ce qui m'est arrivé personnellement), et cela peut être assez surprenant, mais cela ne va pas brûler votre maison ou vous obliger à rester plus longtemps dans une unité de brûlage. Les batteries lithium-ion feront les deux, et c'est à peu près le seul résultat. Ironiquement, les batteries lithium-ion sont devenues les batteries les plus sûres et les plus dangereuses en raison de leur composition chimique.

Vous vous demandez peut-être ce qui les rend si dangereux.

D'autres compositions chimiques de la batterie, telles que le plomb-acide ou le NiMH ou le NiCad, ne sont pas pressurisées à la température ambiante, bien que la chaleur génère une certaine pression interne. Ils ont également des électrolytes aqueux et non inflammables. Ils stockent l’énergie sous la forme d’une réaction d’oxydation / réduction relativement lente, dont le taux de libération d’énergie est trop faible pour, par exemple, leur permettre d’éjecter des jets de flammes de 6 pieds. Ou n'importe quelle flamme, vraiment.

Les batteries lithium-ion sont fondamentalement différentes. Ils stockent l'énergie comme un printemps. Ce n'est pas une métaphore. Eh bien, comme deux sources. Les ions lithium sont forcés entre les atomes de matériau d'anode lié par covalence, les séparant et "étirant" les liaisons, stockant de l'énergie. Ce processus s'appelle intercalation . Lors de la décharge, les ions lithium sortent de l'anode et pénètrent dans la cathode. Ceci est très électromécanique et l'anode et la cathode subissent des contraintes mécaniques importantes.

En fait, l'anode et la cathode augmentent ou diminuent alternativement le volume physique en fonction de l'état de charge de la batterie. Cependant, ce changement de volume est inégal. Ainsi, une batterie lithium-ion entièrement chargée exerce une pression non négligeable sur son conteneur ou sur d’autres parties de lui-même. Les batteries lithium-ion sont généralement soumises à une forte pression interne, contrairement aux autres produits chimiques.

L'autre problème est que leur électrolyte est un solvant volatil, extrêmement inflammable, qui brûlera très fort et facilement.

La chimie complexe des cellules lithium-ion n’est même pas complètement comprise, et il existe quelques chimies différentes avec différents niveaux de réactivité et de danger inhérent, mais celles qui ont une densité d’énergie élevée peuvent toutes subir un emballement thermique. Fondamentalement, s'ils deviennent trop chauds, les ions lithium commenceront à réagir avec l'oxygène stocké sous forme d'oxydes métalliques dans la cathode et dégageront encore plus de chaleur, ce qui accélérera davantage la réaction.

Il en résulte inévitablement une batterie qui s'enflamme d'elle-même, vaporise son électrolyte solvant hautement inflammable et s'enflamme rapidement, maintenant qu'une nouvelle source d'oxygène est disponible. C'est juste un bonus de tir, cependant, il y a encore une tonne de feu provenant du lithium métal s'oxydant avec le stock suffisant d'oxygène à l'intérieur.

S'ils ont trop chaud, cela se produit. Si elles sont surchargées, elles deviennent instables et un choc mécanique peut les faire sonner comme une grenade. Si elles sont trop déchargées, une partie du métal dans la cathode subit une réaction chimique irréversible et formera des shunts métalliques. Ces shunts seront invisibles jusqu'à ce que la charge dilate une partie de la batterie suffisamment pour que la membrane de séparation soit perforée par l'un de ces shunts, ce qui crée un court-circuit, ce qui entraîne bien sûr un incendie, etc.: le mode de défaillance lithium-ion que nous connaissons et l'amour.

En clair, non seulement la surcharge est-elle dangereuse, mais également la décharge excessive, et la batterie attendra que vous y injectiez une tonne d'énergie avant de vous faire complètement défaut, et sans avertissement ni mesure mesurable .

Cela couvre les piles grand public. Tous ces circuits de protection sont toutefois moins en mesure d'atténuer le danger que représentent les applications à forte consommation. Un drainage élevé ne génère pas une petite quantité de chaleur (ce qui est mauvais) et, ce qui est plus inquiétant, il provoque une énorme charge mécanique sur l'anode et la cathode. Des fissures peuvent se former et s'élargir, créant une instabilité si vous êtes malchanceux, ou une durée de vie utile plus courte si vous n'êtes pas trop sévère. C'est pourquoi les LiPos sont classés en «C» ou à quelle vitesse ils peuvent être déchargés en toute sécurité. S'il vous plaît, prenez ces cotes au sérieux et réduisez-les, à la fois pour des raisons de sécurité et parce que de nombreux fabricants mentent simplement sur le classement C de leurs batteries.

Même avec tout cela, parfois un RC Lipo s'enflamme sans raison. Vous devez absolument tenir compte des avertissements afin de ne jamais les charger sans surveillance, et tout le reste. Vous devriez acheter un sac de sécurité pour les charger car cela pourrait empêcher votre maison de brûler (éventuellement avec vous ou des proches à l'intérieur). Même si le risque est très faible, les dommages qu'il peut causer sont vastes et les mesures nécessaires pour atténuer la plupart de ces dommages potentiels sont triviales.

N'ignorez pas tout ce qui vous est dit, tout est parfait. Cela vient de gens qui ont appris à respecter les LiPos pour ce qu'ils sont, et vous devriez aussi. Ce que vous voulez absolument éviter, c’est que cette leçon vous soit enseignée par une batterie lithium-ion, plutôt que par des pairs en ligne et hors ligne. Ce dernier pourrait vous enflammer sur un forum, mais le premier vous enflammera littéralement .

Voyons des vidéos de choses qui explosent!

Laissez-moi aller un peu plus dans la façon dont ils échouent. J'ai discuté du mécanisme, mais que se passe-t-il réellement? Les batteries lithium-ion ne disposent que d’un seul mode de défaillance, ce qui est une sorte d’explosion, puis une énorme quantité de feu dans un jet de flammes géant pendant plusieurs secondes, puis des activités générales liées à la combustion plus tard. Il s’agit d’un feu chimique, vous ne pouvez donc pas l’éteindre (les batteries lithium-ion émettront d’énormes jets de feu même dans le vide de l’espace. Le comburant est contenu à l’intérieur, il n’a pas besoin d’air ni d’oxygène pour brûler). Oh, et jeter de l'eau sur du lithium ne sert à rien , du moins en termes de réduction des incendies.

Voici une liste des meilleurs exemples d'échec: Notez que cela se produit parfois dans les boîtiers de radiocommunication à forte consommation, même avec les mesures de sécurité appropriées en place. Comparer les applications à forte consommation aux courants beaucoup plus sûrs et plus faibles des téléphones n’est pas du tout valable. Des centaines d'ampères ≠ quelques centaines de milliampères.

Panne d'avion RC.

Un couteau poignarde une batterie de la taille d'un smartphone.

Le LiPo surchargé explose spontanément.

La batterie de l'ordinateur portable dans un emballement thermique est légèrement enfoncée, ce qui la fait exploser.

Pour utiliser les batteries Lipo en toute sécurité, vous devez les traiter avec le même respect que tout ce qui peut stocker et libérer rapidement une grande quantité d’énergie chimique et / ou électrique. Plus la batterie est grosse et plus la résistance interne est faible (p. Ex. Indice C plus élevé), plus vous devez faire attention. Ils peuvent être utilisés en toute sécurité… tout comme l’essence peut être utilisée en toute sécurité, mais pour ce faire, vous devez apprendre comment ils fonctionnent et comment ils peuvent échouer.

Quand on y réfléchit, il n’est pas surprenant que, par exemple, une batterie Tesla présente le même niveau de risque que le réservoir d’essence qu’elle remplace… Elles stockent toutes les deux une grande quantité d’énergie qui peut être libérée rapidement en cas de besoin. En fait, je mens un peu parce qu’une batterie Tesla ne contient que l’énergie d’un tout petit réservoir d’essence et qu’elle contient plus de contrôles de sécurité.

J'ai utilisé en toute sécurité de grosses batteries Lipo dans des avions et des hélicoptères haute performance (jusqu'à 90 ° C) pendant environ 15 ans (j'étais un adepte précoce.) En plus de ma propre expérience, j'ai celle des autres dans mes clubs. J'ai vu des paquets échouer dans le passé, mais c'est vraiment rare maintenant, car nous avons appris à les utiliser avec respect. Voici ce que j'ai appris à vivre sur le bord. :)

Modes d'échec

Les modes de défaillance les plus courants sont:

• dommages physiques (cela les fait court-circuiter à l'intérieur)
• surcharge de charge (causée par un chargeur défectueux / défectueux)
• surchauffe due à un courant de décharge élevé (cause un gonflement ou pire si la chaleur est très élevée)

Les modes d'échec les moins courants dont j'ai entendu parler (mais dont je n'ai jamais été témoin) sont les suivants:

• défaillance cellulaire spontanée due à une fabrication de mauvaise qualité ayant causé un court-circuit interne (généralement aggravée par un choc physique mais pas toujours)

Tous les modes de défaillance énumérés ci-dessus peuvent entraîner une "ventilation avec de la fumée" ou une "ventilation avec des flammes". Les nouveaux lipos avec des électrolytes moins volatils peuvent "dégager de la fumée" mais vous ne pouvez jamais en être sûr. il faut donc prévoir le pire des cas.

Procédure opératoire standardisée (SOP)

Voici le mode opératoire normalisé (SOP) minimal pour l’utilisation de packs lipo nus à débit élevé (tout pack R / C est à débit élevé):

Protection physique

• les cellules doivent être protégées des dommages physiques
• si votre environnement est rude, envisagez un pack rigide de voiture radiocommandée (étui en fibre de carbone autour de lipos souples)
• les cellules doivent être inspectées avant et après chaque utilisation, à la recherche de dommages physiques
• si une cellule est physiquement endommagée de quelque manière que ce soit, elle doit être déplacée vers une zone protégée contre les incendies, puis déchargée lentement (1 ° C) jusqu'à 2 volts par cellule ou moins, puis éliminée en toute sécurité (aucune cellule endommagée ne doit de nouveau être considérée comme sûre) )
• NE transportez PAS les cellules endommagées; traitez-les avec le même respect que vous traiteriez un feu d'artifice dont la mèche dont vous n'êtes pas sûr est encore sortie et qui pourrait quand même s'éteindre!

En passant, contrairement à ce que @metacolin a écrit, il est prudent de décharger un Lipo à basse tension et il est préférable de le faire avant de jeter un paquet. Vous souhaitez supprimer toute l'énergie chimique d'un pack pour le rendre sûr. Ce qui n’est pas sûr est de décharger une cellule en dessous de 2V puis de la charger. Le chargement d'une cellule basse tension peut entraîner la formation de plaques de lithium rendant la cellule instable.

Chargement (c'est le moment le plus critique pour la sécurité)

• faites-le à l'écart de tout ce qui est inflammable et qui ne subirait pas de dégâts de fumée (par exemple à l'extérieur)
• assurez-vous toujours que chaque cellule est surveillée individuellement pendant la charge; un chargeur R / C de qualité avec une charge "équilibrée" le fera
• vérifiez les tensions des cellules avant de les charger (un chargeur R / C de qualité le fera automatiquement), si une cellule est sous 3V, traitez le pack avec suspicion et chargez-le lentement pour voir s'il récupère
• si la tension de la cellule est inférieure à 2V, ne chargez pas (un chargeur de qualité le fera automatiquement); déchargez les autres cellules et jetez ensuite le paquet en toute sécurité ... une fois qu'une cellule passe sous 2V, il n'est plus sûr de charger, car le lithium métal peut former une plaque et rendre la cellule instable lors de la charge suivante
• n'utilisez pas de chargeur bas de gamme qui possède un bon étalonnage de tension

Déchargement

• une décharge rapide qui accumule trop de chaleur est un problème; voir discussion sur la chaleur ci-dessous
• une décharge excessive est sûre ... une fois; mais ne chargez plus jamais; voir la discussion sur le chargement ci-dessus

Chaleur

• veillez à ce que les cellules ne chauffent jamais (en raison d'une décharge rapide, d'une charge rapide, d'une position au soleil, etc.) 45 Celsius est le maximum absolu que je tolère ... mais moins de 35 Celsius est bien meilleur
• ne pas décharger ni charger des cellules trop froides; réchauffez-les d'abord ... les cellules fonctionnent mieux d'environ 10 à 30 degrés Celsius; Le placage au lithium peut à nouveau être un problème s’ils sont utilisés quand ils sont trop froids

Longue vie

• si vous souhaitez que vos cellules durent longtemps (calendrier), il est préférable de suivre la règle des 80/20 avec des piles Lipo; c'est-à-dire, ne les déchargez pas en dessous de 20% de leur capacité ou au-dessus de 80% de leur capacité; C’est ce que font les systèmes de gestion de batterie modernes (ex. Tesla, iPhone, etc.)
• Lorsque les batteries sont stockées pendant plus d'une semaine, assurez-vous qu'elles sont équilibrées et rechargées à environ 60% de leur capacité par cellule (encore une fois, un bon chargeur R / C peut le faire automatiquement pour vous.)

Dernières réflexions sur votre question

Donc, oui, si vous développez des SOP sécurisées et prenez des mesures pour réduire les risques, vous pouvez utiliser un Lipo dans votre robot. Tant que vous ne comprendrez pas parfaitement les procédures d’exploitation sécurisées, je n’envisagerais même pas de créer votre propre chargeur ou votre propre système de gestion de batterie. Les gens intelligents ont passé des années comme ça.

Sinon, en fonction de vos besoins, une simple batterie NiMh, SLA pourrait répondre à vos besoins. Cependant, même les batteries NiMh et SLA ont leurs propres SOP à suivre. Par exemple, les piles NiMh peuvent exploser à cause de la pression pendant la charge si elles sont surchargées et si leur soupape de pression est défaillante. Les SLA génèrent du gaz hydrogène! pendant la charge ... ils doivent donc être bien ventilés.

N'oubliez pas que tout ce qui est utile peut aussi être dangereux. Les lipo ne sont pas pires qu'un couteau de chef ou une aile d'avion remplie de kérosène. L'astuce consiste à apprendre à les utiliser à bon escient.

Edit: Faire face à la désinformation

Mythe 1

@metacollin, écrit que Lipo "l'anode et la cathode subissent des contraintes mécaniques importantes"

Faux ... Les cellules Lithium Polymer ne subissent pas de stress important en fonctionnement normal. C'est pourquoi ils peuvent être emballés dans des sachets en plastique.

Mais ne me croyez pas sur parole. Regardez cet expert le dire à 10h00. (Alerte spoiler: il appelle l’effet "bénin".)

https://www.youtube.com/watch?v=pxP0Cu00sZs

PS Je recommande fortement de regarder toute la vidéo si vous souhaitez obtenir des informations de la part d'un expert (plutôt que de quelqu'un ici prétendant être un expert).

La chimie du NiMh ou du NiCd est en fait plus dangereuse en ce qui concerne l’accumulation de contrainte / pression. Les deux peuvent générer un excès d'oxygène s'ils sont surchargés. C'est l'une des raisons pour lesquelles les piles NiMh et NiCd sont contenues dans des pots métalliques munis de bouches d'aération et non de récipients en plastique comme le LiPo. Lire cette spéc. fiche pour une explication complète:

http://data.energizer.com/PDFs/nickelmetalhydride_appman.pdf

Mythe 2

@metacollin, "Ils ont besoin de circuits de protection pour être sûrs, et ils ne sont même pas sûrs à distance sans cela."

Vrai . Cependant, l’important est que le système complet de batteries et de charge fonctionne ensemble pour que toutes les cellules d’une batterie fonctionnent conformément aux spécifications. Pour ce faire, il existe plusieurs manières (topologie):

1. Incluez un circuit de "protection" par cellule et ne dépendez pas du chargeur ou de l'utilisateur pour respecter les spécifications. Le circuit "protection" fait les choses suivantes:
   • éteindre la cellule (circuit ouvert) si le courant est trop élevé
   • éteindre la cellule si la tension est trop basse
   • éteindre la cellule si la tension est trop élevée

Étant donné que les circuits de "protection" montés sur cellules ne peuvent être que de taille limitée, ils ne conviennent généralement que pour les scénarios à faible courant.

2. Alternativement, vous pouvez utiliser des cellules nues tant que vous les utilisez toujours avec un chargeur intelligent et équilibré qui:
   • refuse de charger si la tension est trop basse
   • assure que la tension de charge ne soit jamais trop élevée

Si vous souhaitez fusionner, vous pouvez placer un fusible approprié dans le pack.

C’est ce que font les utilisateurs de radiocommande parce qu’ils veulent que les batteries soient aussi légères que possible et capables de fournir un courant élevé.

3. La stratégie ultime consiste à utiliser des cellules nues connectées à un système de gestion de la batterie plus complet. Les BMS peuvent avoir de nombreuses topologies différentes en fonction des paramètres pour lesquels vous optimisez. Les BMS peuvent également effectuer d'autres tâches non liées à la sécurité, telles que l'ajout de fonctionnalités (par exemple, un indicateur d'état de charge) et la tentative d'augmenter la durée de vie de la batterie en contrôlant les paramètres de fonctionnement. Les voitures et les vélos électriques modernes utilisent des cellules de stockage (et non des cellules "protégées"). En outre, les appareils électroniques grand public modernes avec LiPo intégré ont cessé d'utiliser des cellules protégées pour utiliser des stations de métro. Par exemple, iPhones, iPods, etc.

Du point de vue de la sécurité, toutes ces configurations font la même chose qu’un système complet . Ils le font simplement de différentes manières, car ils sont optimisés pour différents paramètres.

Lorsqu'une grande entreprise veut fabriquer un chargeur LiPo, elle peut:

A. Faites appel à des experts et faites des tests approfondis pour vous assurer que le chargeur fonctionnera en toute sécurité dans toutes les conditions d'utilisation.

B. Achetez des CI ou des assemblages préfabriqués ayant reçu le même niveau de soin.

C. Sous-traiter le travail à des personnes qui savent ce qu’elles font.

Lorsque vous construisez un circuit de charge à la maison, vous ne faites aucune de ces choses.

Les piles LiPo peuvent s'enflammer, comme le prouve une recherche effectuée sur YouTube . Vous constaterez que des personnes détruisent activement les batteries avec des clous ou même avec une hache , mais vous pouvez également trouver des exemples plus réalistes, comme celui d'un avion RC qui s'enflamme violemment à cause d'un problème de charge.

D'où les avertissements - les internautes ne peuvent garantir qu'un circuit de charge maison fonctionnera toujours en toute sécurité, et le mode de défaillance de LiPo est une "bombe". Après tout, c’est ce qu’est une bombe: beaucoup d’énergie est libérée rapidement.

[Bien que cette réponse tardive obtienne peu de visibilité maintenant que la question est sortie de la liste des points chauds, je pense qu'il est essentiel d'insister davantage sur le contraste entre les fonctions de sécurité complètes des dispositifs tels que les ordinateurs portables et les téléphones portables par rapport à la sécurité généralement beaucoup moins complète fonctionnalités dans les appareils amateurs ou de bricolage.]

Le contexte est essentiel pour évaluer les avertissements de sécurité que vous citez. Ils ne sont pas destinés aux appareils tels que les ordinateurs portables et les téléphones portables (de fabricants réputés) qui utilisent des circuits de protection / gestion de batterie étroitement intégrés pour assurer leur sécurité. Ils ciblent plutôt des périphériques moins sûrs, par exemple des cellules LiPo non protégées utilisées dans les loisirs RC pour alimenter des voitures, des avions télécommandés, etc. Ci-dessous, nous examinons beaucoup plus en profondeur ces différences de sécurité.

Contrairement aux autres types de batteries connus des consommateurs, les batteries basées sur la chimie Li-ion sont intrinsèquement beaucoup plus volatiles. À cause de cela, ils ont besoin de circuits de gestion de batterie très soigneusement conçus pour les protéger contre les pannes catastrophiques. Cela inclut des mécanismes qui les empêchent d'atteindre des états dangereux (surcharge ou surcharge, surchauffe, surintensité, etc.) et, en outre, peuvent les désactiver en cas de conditions dangereuses (par exemple via un FET, un PTC ou un fusible direct). Une telle logique peut même inclure des algorithmes sophistiqués qui surveillent en permanence la santé des cellules afin de prédire les défaillances graves imminentes (telles qu'un court-circuit interne, qui peut entraîner un emballement thermique).

Contrairement à la plupart des appareils de loisir / de bricolage assemblés par l'utilisateur, le fabricant dispose d'un contrôle de la conception de l' ensemble du sous-système d'alimentation de la batterie pour les ordinateurs portables et les téléphones portables. Il peut donc concevoir un système très intégré comprenant des mécanismes de protection sophistiqués tolérants aux pannes. Ces conceptions respectent des normes industrielles éprouvées et utilisent plusieurs niveaux de redondance et des méthodes complètes d'analyse des défaillances, telles que l'analyse par arborescence des défaillances ou FMEA = analyse des modes de défaillance et des effets.

Vous serez peut-être surpris par l' exhaustivité de ces analyses. Par exemple, voici 2 des 96 cas examinés dans IEEE 1625 2004 , y compris le cas où un animal de compagnie urine sur l'appareil (un PC).

Vous pouvez également être surpris par le niveau élevé de redondance de la protection contre les défaillances utilisée. Par exemple, selon cette norme industrielle, les batteries d’ordinateurs portables doivent mettre en œuvre au moins deux méthodes indépendantes pour désactiver le FET de charge afin d’éviter une surcharge catastrophique. De plus, si les deux méthodes échouent, un fusible chimique à sécurité intrinsèque doit fondre. Il s'agit d'un fusible spécial à 3 bornes déclenché par tension pouvant fonctionner même dans des conditions extrêmes, par exemple lorsque la tension de la batterie chute extrêmement bas à cause d'un court-circuit.

Comparez ce qui précède à votre projet de bricolage ou à vos loisirs RC dans lesquels l’ utilisateur final est responsable de l’intégration des composants du sous-système de la batterie et de leur bon fonctionnement en toute sécurité (composants: cellules, carte de protection BMS / PCM, périphérique et chargeur). Il existe de nombreux obstacles empêchant une telle. L'utilisateur peut manquer de connaissances suffisantes. L'utilisateur peut ne pas avoir accès aux feuilles de données et aux informations techniques, qui ne sont généralement pas mises à la disposition des consommateurs (les fabricants de cellules découragent fortement l'utilisation directe par les consommateurs, par exemple, Sony a récemment envoyé un ordre d'interdiction de vente à un magasin de vente à New York de Sony 18650 - voir ci-dessous) . Absence de protocoles de communication standard tels que SBS = Smart Battery System dans le monde de la télécommande et des loisirs, la communication entre les sous-systèmes est limitée, ce qui accroît considérablement la difficulté de concevoir des mécanismes de sécurité sophistiqués tels que ceux des ordinateurs portables.

Voici un exemple concret: une question du forum d'assistance de la jauge de gaz de batterie de TI.

Je me demande si ces fusibles chimiques sont un élément obligatoire des batteries lithium-ion. Je travaille avec un fournisseur chinois de pack Li-ion, qui a conçu un pack basé sur un CI de jauge de carburant bq20z45-R1, mais il n’existait pas de circuit à fusible chimique. En outre, il n'y avait pas de circuit intégré de protection contre les surtensions secondaires, tel que le bq29412. Le fusible chimique et le circuit intégré bq29412 (ou un circuit similaire) sont-ils nécessaires pour les applications commerciales de blocs-batterie Li-ion? Existe-t-il une exigence réglementaire? BTW, je travaille sur une conception de dispositif médical.

Ci-dessus, nous avons un exemple de bloc-batterie dépourvu des 2ème et 3ème niveaux de protection contre les surcharges décrits ci-dessus. De telles omissions de fonctions de sécurité sont courantes sur de nombreux systèmes de gestion de batterie moins chers. Sans parler de certains constructeurs chinois fous qui exagèrent grandement le niveau de protection mis en place. Afin de reconnaître de telles omissions et de comprendre leurs ramifications, lorsque l'utilisateur final est l'ingénieur, il doit disposer de connaissances de base suffisantes dans le domaine. Leur absence pourrait conduire à des conceptions présentant de graves problèmes de sécurité. C'est pourquoi les fabricants de cellules réputés tels que LG, Panasonic, Samsung, Sanyo et Sony refusent de traiter directement avec les consommateurs. Les risques sont beaucoup trop grands si l’on n’a pas les connaissances suffisantes pour garantir une conception sûre.

Vous trouverez ci-dessous la lettre Sony mentionnée ci-dessus. Ceci est typique de l’attitude des fabricants de cellules réputés concernant les risques graves pour la sécurité liés à l’utilisation de cellules en vrac par les consommateurs.

Par commodité, voici les liens indiqués dans la lettre:

Incendies de cigarettes électroniques et explosions , Administration des incendies des États-Unis, FEMA, octobre 2014

Sécurité des batteries , Consumer Technology Association.

Toutes les bonnes réponses. En voici un court. A 7,4 volts. Une batterie de 5 ampères-heures dispose de 37 wattheures d'énergie, soit 133 200 joules. Comparez à un .357 Magnum 873 joules d'énergie initiale. L'astuce consiste à ne pas en laisser échapper tout un tas en surchauffant ou en les écrasant.

Je pense que votre information est obsolète.

J'ai eu un collègue qui était dans les avions RC. Ils ont été les premiers à adopter la technologie LiIon car ils sont légers et ont beaucoup de pouvoir.

Il a raconté comment ils avaient deux modes d'échec, dont l'un était incindiaire. Les avions exploseraient littéralement dans une boule de feu en vol.

J'ai lu plus tard que d'éventuelles cellules commerciales ont été intégrées dans les unités vendables par de nombreuses fonctions de sécurité différentes, requises par la loi.

Ils sont en sécurité maintenant, à condition de ne pas en briser un, ou de ne pas le laisser trop chauffer. Le contrôle de la chaleur fait partie de la conception de l'appareil fini: vous pouvez avoir une mauvaise ventilation ou une fusion thermique inadéquate, ce qui la rend critique. Certains produits plus récents ne sont pas aussi sûrs, notamment les «cellules à poches» qui ne sont pas durables à manipuler sans être intégrées dans un appareil correctement conçu .

Alors, apprenez à les utiliser en toute sécurité et apprenez les détails spécifiques des pièces que vous choisissez pour votre conception.