Système BMS des batteries au lithium : qu’est-ce que c’est et quel est son rôle en ce qui concerne l’équilibrage?

Qu’est-ce que le système BMS des batteries au lithium ?

Les batteries au lithium sont extrêmement performantes et offrent des avantages considérables par rapport aux technologies traditionnelles. Elles possèdent néanmoins un talon d'Achille : le processus de fabrication des cellules ne parvient pas à garantir une uniformité absolue entre les différents éléments. Cette variabilité engendre des écarts naturels (de capacité et de tension) qui nécessitent une surveillance continue et rigoureuse, gérée par des Cell Monitoring Units (CMU) de haute précision.

Bien que disposant de caractéristiques toutes supérieures au nominal, les cellules présentent :

• Des différences de capacité nominale
• Des différences de résistance interne
• Des différences d’autodécharge

Ces différences, même minimes, provoquent un déséquilibre des cellules au fil des utilisations ou tout simplement avec le temps, ce qui influence négativement le calcul de l'état de charge (State of Charge - SoC) général. Ce déséquilibre peut induire un écart entre les cellules allant de 3 à 6 % selon les conditions d'utilisation et le niveau de vieillissement, accélérant ainsi la dégradation de l'état de santé (State of Health - SoH) et de l'état de vieillissement (State of Aging - SoA) de la batterie au lithium.

Les cellules, reliées en série dans la batterie, sont chargées et déchargées avec la même énergie, ce qui signifie que s’il n’y avait pas de système d’équilibrage adapté, la différence entre les cellules augmenterait de plus en plus, réduisant progressivement à néant la capacité disponible.

Découvrons donc la première fonction des systèmes BMS au sein des batteries au lithium : l’équilibrage des cellules pour optimiser leur rendement

BMS et équilibrage des batteries au lithium

Comment les BMS traditionnels agissent-ils sur l’équilibrage?

Pour contrer ce phénomène, les systèmes BMS standards appliquent une résistance aux cellules ayant la charge la plus élevée, dissipant l'énergie excédentaire sous forme de chaleur jusqu'à ce que les cellules les moins chargées atteignent le même niveau. Cette méthode, connue sous le nom d'équilibrage passif (passive balancing), s'avère souvent lente et limitée par des courants d'équilibrage très faibles, totalement insuffisants pour les packs batteries à haute capacité modernes.

Comment le Flash Balancing System propriétaire de Flash Battery agit-il ?

Contrairement aux systèmes BMS traditionnels, Flash Battery a développé un système d'équilibrage exclusif et hautement sophistiqué : le Flash Balancing System. Cette technologie est capable d'intervenir sur chaque cellule grâce à un équilibrage combiné, à la fois actif et passif, et déploie une puissance élevée en gérant un courant d'équilibrage au moins 20 fois supérieur (High-Current Balancing). Cette architecture permet de réduire considérablement les temps de charge et de garantir une parfaite uniformité du pack batterie, tout en jouant un rôle crucial dans la prévention de l'emballement thermique (Thermal Runaway).

Les autres fonctions du BMS des batteries au lithium

Voici donc expliqué, en termes simples, ce qu'est le système de gestion de batterie (BMS - Battery Management System) et comment fonctionne l'équilibrage dans les BMS traditionnels. C'est précisément pour dépasser ces limites que Flash Battery a développé une technologie totalement innovante: le Flash Balancing System. Ce système exclusif intègre des logiques avancées de sécurité fonctionnelle et fait actuellement l'objet d'une demande de brevet international.

Mais ce n’est pas tout !Le BMS est considéré comme le véritable cerveau de la batterie et, s’il est conçu avec une électronique de pointe, il remplit de nombreuses autres fonctions qui contrôlent et suivent en temps réel le comportement de la batterie au lithium au sein de l’application. Découvrons ensemble toutes les fonctionnalités supplémentaires d’un BMS intelligent.