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Comment déterminer qu'un accu est chargé et éviter la surcharge?

Plomb-acide

Les accus acide-plomb peuvent être rechargés par une tension constante (et une limite du courant). On retrouve parfois le terme "float charge". Une fois que l'accu est chargé, le courant diminue jusqu'à une faible valeur. Il est recommandé de couper la charge pour éviter la perte d'électrolyte (électrolyse) qui peut se produire quand le courant en charge est trop important.

Quand plusieurs éléments sont montés en série (ce qui est presque toujours le cas) il y a une égalisation automatique en fin de charge. Un accu totalement chargé se maintient à cette charge, tandis que les accus qui ne sont pas encore totalement chargés continuent à se charger.

Lithium

Un principe identique est utilisé par les accus au lithium, mais ici il n'y a pas d'égalisation possible. Quand un accu est chargé, il n'accepte plus de courant (il est irrémédiablement détruit si on tente de continuer la charge). Si plusieurs éléments sont montés en série, il faut un circuit d'égalisation pour dévier le courant de charge d'un accu chargé vers un accu qui ne l'est pas encore (bypass).

La tension en fin de charge doit être reglée très précisement: elle détermine la durée de vie de l'accu et sa capacité. Un accu lithium de type LCO chargé à 4.2V est chargé à 100% et a une durée de vie de 200 cycles de décharge profonde. Chargé à 4.0V, il a une capacité de 80% mais l'accu résiste à 500 cycles de décharge.

Sur certains ordinateurs portables il était possible de régler le niveau de charge maximal, et donc soit avoir une autonomie maximale, soit des accus qui tiennent le coup deux fois plus longtemps. Cette fonction a été évacuée sur les modèles plus récents, tout doit être le plus simple possible.

On peut donc augmenter la durée de vie d'un accu au lithium en ne le chargeant pas au maximum. C'est par exemple le cas d'un accu d'appareil photo, si vous êtes sûr que vous n'allez prendre que quelques photos. Arrêtez la charge avant que le chargeur n'indique 100%.

Accus NiCd et dérivés

Le principe "-delta-V" est utilisé par les chargeurs intelligents pour déterminer qu'un accu est chargé. Quand un accu NiCd ou NiMH est mis en charge, sa tension augmente lentement, jusqu'à atteindre un pic quand l'accu est complètement chargé, apès cela la tension diminue légèrement, de 5 à 25mV pour un élément de 1.2V (qui atteint une tension un peu supérieure à 1.5V en fin de charge).

La chute de tension est causée par l'augmentation de la température de l'élément (l'énergie électrique est transformée en chaleur) et donc la réduction de la résistance interne de l'élément.

Cette procédure ne fonctionne bien que pour les accus qui sont chargés avec un courant suffisamment important (0.5C environ) pour provoquer une augmentation de la température.

L'information est moins fiable si plusieurs éléments sont branchés en série, car chaque pic n'apparait pas au même moment pour tous les éléments.

Le circuit de détection n'est pas en mesure de déterminer qu'un accu est déjà chargé: souvent il y a une minuterie pour éviter les déclenchements intenpestifs en début de charge (charge d'un accu totalement déchargé). Dans le cas d'un accu déjà chargé le pic est déjà passé quand la minuterie autorise la détection du pic.

Un accu totalement déchargé ne commence à prendre la charge qu'au bout de quelques minutes. Sa résistance interne diminue alors légèrement, ce qui produit une légère chute de tension que le chargeur pourrait détecter comme "accu chargé".

Les accus en fin de vie n'ont plus un pic de détection fiable.

Dans certaines formulations des accus NiMH, le pic n'apparait même plus. Les chargeurs intelligents déterminent la fin de la charge par la fin de l'augmentation constante de la tension. On parle ici de procédure dV/dt = 0 (le graphique atteint un plateau) au lieu de détection -ΔV.

Les chargeurs les plus simples (à charge lente) n'ont pas de détection de fin de charge ou utilisent une simple minuterie. Le courant est généralement si faible qu'il n'endommage pas les accus. Un accu de 2000mAh chargé par un ancien chargeur de 50mA est rempli en deux jours. Ne laissez pas charger pendant plus de deux jours.

Les chargeurs qui chargent plusieurs éléments à la fois n'ont pas de détection de fin de charge fiable: pour avoir une détection de fin de charge fiable, il faut mesurer la tension de chaque élément.

Indication fin de charge


Indication de fin de charge
par un plateau dV/dt = 0
ou par une légère chute de tension -ΔV

Le pic est moins apparent quand le courant de charge est moindre.
Sous un courant de moins de 0.5C, il n'apparait même plus.

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