Quand on commence à se renseigner sur les batteries lithium, un acronyme revient systématiquement : BMS.

Ces 3 lettres signifient : Battery Management Sytem soit en français : système de gestion de la batterie. Cette carte électronique est le composant le plus important d’une batterie lithium car, outre la gestion, c’est un système de mesure et de contrôle des différents composants. Vous ne le savez peut être pas, mais des BMS sont présents dans des quantités d’objet du quotidien : ordinateurs portables, batteries des outils portatifs, ordinateurs portables, moyens de locomotions électriques…

Quels sont les rôles du BMS ?

Sur-tension : il surveille et interrompt le chargement des cellules à une valeur définie afin d’éviter qu’elle ne soient trop chargées par rapport à leurs capacités.

Sous-tension : il surveille et interrompt le déchargement des cellules à une valeur définie avant quelles ne soient trop déchargées, ce qui nuirait à leur durée de vie

Sur-intensité : il surveille et interrompt l’activité de la batterie contre des intensités de courant trop élevées qui iraient au delà des limites fixées de la batterie. Concrètement : si vous branchez un moteur qui consomme 120A sur une batterie délivrant maximum 100A, le BMS interrompt le fonctionnement de la batterie. Le BMS protège aussi la batterie contre les courts circuits.

Chargement homogène des cellules : il régule et surveille en permanence le niveau de charge de chaque cellule afin que le niveau de charge soit homogène entre les cellules. Ceci permet d’optimiser au maximum la capacité de la batterie. Les fonctions d’équilibrage peuvent être de type passif ou actif. Le système passif dissipe l’énergie des cellules les plus chargées sour forme de chaleur tandis que le système actif permet des échanges des cellules les plus chargées vers les moins chargées. le système actif est à privilégier car il n’y a pas de pertes d’énergie dons pas de gaspillage, ni dégagement de chaleur.

Température : le BMS gère différents capteurs de température, il surveille la température des cellules et de lui même. Il empêche la recharge si la température est trop basse. Il sait gérer des systèmes de chauffage de la batterie pour pallier à une température de recharge trop basse, dans ce cas, après chauffage des cellules avec de panneaux dotés d’une résistance, le BMS autorise la charge de la batterie.

Communication homme machine : la possibilité d’ajouter un écran de contrôle ou de visualiser les information sur son smartphone avec une application permet de connaitre toute les informations de la batterie. Pour le constructeur, c’est aussi le moyen d’entrer des paramètres et d’effectuer des réglages. Le niveau de charge utilise l’acronyme SOC : State Of Charge. Le vieillissement et la santé utilisent l’acronyme SOH : State Of Health.

Communication machine à machine : pour les gros systèmes à plusieurs batteries, il y a un souvent un BMS « master « (maître) et des BMS « slave » (esclave). Les BMS « slave » envoient des informations aux BMS « master », ce dernier régule l’ensemble afin d’optimiser l’utilisation. La communication machine à machine est également utile pour le contrôle du consommateur électrique ou du chargeur. Par exemple le BMS via son bus de communication avec un contrôleur moteur optimise le comportement global du système et de la batterie.

Le BMS est composant intelligent indispensable au bon fonctionnement et à la sécurité de la batterie.

Le BMS est le cerveau et le coeur du système d’une batterie.

Choix du BMS

Chimie, nombre d’éléments et intensité : un BMS est destiné un type de chime lithium (ex: LiFePo4), mais aussi à gérer un nombre d’éléments donnés (par exemple 4), et une intensité maximum donnée (ex: 100A). On parle alors d’un BMS 4S100A LiFePo4. Cet exemple permettra la gestion d’une batterie constituée de 4 éléments LiFePo4 et de gérer jusqu’a 100A en intensité.

Réglage du BMS

Définition du besoin : prenons un exemple concret. Besoin d’une batterie 12V pour alimenter un moteur électrique avant de 55lbs avec une utilisation de pêche au carnassier. Il faut par expérience une batterie 12V 100Ah. 4 cellules de 100Ah vont être utilisées et il y a besoin d’un BMS pouvant délivrer jusqu’à 80Ah : car un moteur peu consommer jusqu’à 60Ah à vitesse maximum et la seconde sortie de la batterie permet d’alimenter l’électronique embarqué qui consomme au grand maximum 20Ah.

Le besoin mini pour cet exemple est donc un BMS LiFePo4 4S 80Ah. Chez Bat4Boat nous aimons bien afin que le matériel ne soit pas tout proche des limites d’utilisation donc nous décidons qu’un BMS de 100Ah sera idéal, mais nous allons paramétrer le BMS pour qu’il permette uniquement en sortie une intensité maximum de 80Ah. Nous allons également effectuer tous les réglages nécessaires en fonction des informations transmises par le constructeur de cellules comme : températures maxi et mini charge/décharge, tension maxi- mini etc…. Ce sont plus de 80 paramètres que nous entrons dans le BMS ! Toutes ces opérations nécessitent des compétences indispensables en électricité, en électronique et en informatique afin de transformer un besoin en une batterie parfaitement adaptée.

Le choix et les réglages du BMS sont une opération déterminante dans la réalisation d’une batterie.