Batteries électriques pour applications portables et embarquées - Technologies

INTRODUCTION

1 - ACCUMULATEURS NICD

• 1.1 - Principe de fonctionnement
  Figure 1 - Exemple de batteries industrielles NiCd avec évent de sécurité (d'après [1])
• 1.2 - Caractéristiques
  Figure 2 - Tension à vide d’une batterie NiCd mesurée pour un courant de 0,2C à différentes températures (d'après [1]) Figure 3 - Courbes de décharge d’une batterie NiCd à 20°C pour différents courants (d'après [1]) Figure 4 - Capacité disponible en fonction du courant continu de décharge pour deux batteries NiCd de même capacité nominale mais de type « puissance » ou « énergie » (d'après [1]) Figure 5 - Courbes de décharge d’une batterie NiCd à différentes valeurs de température pour un courant de 1C (d'après [1]) Figure 6 - Étiquette de classe 8 à utiliser pour le transport maritime ou aérien des batteries NiCd Tableau 1 - Exemples de valeurs de densité massique d’énergie et de puissance [...]

2 - ACCUMULATEURS NIMH

• 2.1 - Principe de fonctionnement
• 2.2 - Caractéristiques
  Figure 8 - Tension à vide d’une batterie NiMH mesurée pour un courant de décharge de 0,2C à différentes températures [3] Figure 9 - Courbes de décharge d’une batterie NiMH à 25°C pour différents courants (d'après [3]) Figure 10 - Courbes de décharge d’une batterie NiMH à différentes températures pour un courant de 0,2C (d'après [3]) Figure 11 - Courbes d’évolution de la capacité d’une batterie NiMH à différentes températures pour un courant charge de 0,1C (d'après [3]) Figure 12 - Étiquette de classe 9 à utiliser pour le transport de batteries NiMH

3 - ACCUMULATEURS LITHIUM

• 3.1 - Différentes familles d’accumulateurs au lithium et principe de fonctionnement
  Figure 13 - Représentation schématique d’un accumulateur lithium-métal (d'après [4]) Figure 14 - Représentation schématique d’un accumulateur lithium-ion (d'après [4])
• 3.2 - Comparaison des caractéristiques des différentes familles d’accumulateurs lithium-ion
  Figure 15 - Exemples de caractéristiques d'accumulateurs lithium-ion usuels (d'après [8]) Figure 16 - Tension de décharge d’un accumulateur A123 Systems 2,3 Ah 3,3 V à 25°C (d'après [7]) Figure 17 - Protocole de charge CCCV d'un accumulateur Li-ion (d'après [9])
• 3.3 - Sécurité et gestion de la batterie (BMS)
  Figure 18 - Auto-emballement de température de différents matériaux d’électrode lors de tests d’emballement thermique (d'après [10]) Figure 19 - Coupe d’une cellule avec des dispositifs de sécurité passive (d'après [11]) Figure 20 - Exemple de circuit de surveillance de batteries (d'après [13]) Figure 21 - Circuit d’équilibrage dissipatif Figure 22 - Exemple de circuit d'équilibrage redistributif utilisant des condensateurs Figure 23 - Exemples d’étiquettes à utiliser pour le transport de batteries lithium

4 - COMPARAISONS DES ACCUMULATEURS NICD, NIMH ET LITHIUM-ION

• 4.1 - Diagramme de Ragone
  Figure 24 - Diagramme de Ragone (d'après [16])
• 4.2 - Avantages et inconvénients des différents accumulateurs
  Tableau 2 - Avantages et inconvénients de différentes technologies d’accumulateurs

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

7 - SYMBOLES