DELTA PEAK … -dV/dt … -DV … Delta V …
Qu’est ce qui se cache derrière ces termes, à quoi ça sert,
comment ça marche ?
Je vais aborder ici le sujet du delta peak. J’ai rédiger ce texte à la suite de la question d’un internaute me demandant si la valeur du delta peak devait être multipliée par le nombre d’éléments d’un pack. Donc avant de répondre je me suis attaché à expliquer exactement ce qu’était ce -dV/dt d’où il provenait, a quoi il servait.
Ce phénomène ne concerne que les technologies Ni-Cd et Ni-MH,
les autres ne présentent pas cette réaction. Voici les explications :
La première chose qui est la base a admettre :
Un accu Ni-Cd ou Ni-MH est Chargé quand la dérivée de sa tension s’annule.
Voir les pages Ni-Cd et Ni-MH dans les pages théorie ci-dessus.
Bémol pour le Ni-MH en courant faible, taux inférieur à C/5, où là, la tension ne chute pas en fin de charge.C’est pour ça que ces taux de charge sont rarement utilisés par les chargeurs modernes.
Rappel de mathématique : La dérivée d’une courbe en un point n’est autre que le coefficient directeur de la tangente à la courbe en ce point. C’est la pente de la tangente. c’est dV/dt dans le cas de la charge d’un accu.
- Avant la fin de la charge la tension augmente, la dérivée est positive.
- Lorsque l’accu est chargé pile poil la tension n’augmente plus : la dérivé devient nulle.
- Après la fin de charge on commence à passer en surcharge. Alors la tension de l’accu commence à diminuer. La dérivé devient négative.
Les quatre termes \ »Delta Peak\ », \ »-dV/dt\ » ou \ »DV\ » ou \ »Delta V\ » indiquent cette variation de la tension de l’accu qui devient négative après la fin de la charge.
Cherchant à savoir ce qui provoque cette chute de tension, j’ai posé la question à plusieurs fabricants d’accus, et voici ce qui m’a été répondu par la société SAFT : Lors de la charge d’accumulateurs alcalins (Ni-Cd ou Ni-MH), il se produit en fin de charge une compétition (proximité des potentiels des couples électrochimiques) entre la réaction d’oxydation du Ni2+ en Ni3+ et la réaction d’oxydation de l’eau contenue dans l’électrolyte. La réaction d’oxydation de l’eau est exothermique, ce qui provoque une baisse de la résistance interne (R diminue quand T° augmente) et par voie de conséquence une chute de la tension (V = Eo +Ri en charge).
Merci pour cette explication.
Bien sûr on ne s’embête pas à calculer exactement la dérivé de la courbe de tension en permanence. On se contente de mesurer régulièrement la tension de l’accu en charge et lorsque cette mesure est inférieure d’un certain DeltaV à la mesure maximum on coupe la charge.
La valeur du DeltaV est d’environ 15mV pour le Ni-Cd
mais de 8 mV pour le Ni-MH.
Maintenant pour comprendre la valeur de ces seuils de -dV/dt, il faut les replacer dans l’histoire :
Il y a quelques années on ne disposait pas de composants électroniques spécialisés pour gérer la charge du Ni-Cd. On stoppait la charge lorsque l’accu atteignait 1,45V en charge. Même le premier des composants spécialisés, le U2400B, utilisait le niveau de tension pour détecter la fin de charge. Le problème est que, normalement ce seuil varie en fonction du courant de charge, à cause de la résistance interne.
On a donc pensez utiliser la détection du changement de pente de la courbe en fin charge. Les composants modernes avaient fait des progrès. Soucis, il est difficile de détecter juste le moment où la dérivée est nulle. Il était plus simple de détecter l’inversion de la pente de la courbe. On mesure en permanence la tension. On mémorise la valeur max et dès que la nouvelle mesure est inférieure au max d’un certain dV : On stoppe la charge. Avec le Ni-Cd la pente était franche et un -dV franc de 15 à 20 mV pouvait se détecter facilement. Il faut se rappeler que les convertisseurs analogique-numérique n’étaient pas aussi précis qu’aujourd’hui et coûtaient très cher. Certains composants utilisent un dérivateur.
Lorsque sont apparus les accus Ni-MH sur le marché grand public, il a fallu revoir cette valeur. En effet la pente après la fin de charge pour cette techno est bien plus faible. Et il faut que le composant puisse détecter un -dV de 8 à 10 mV pour voir la fin de charge. Cela demande aux composants spécialisés un peu plus de précision. De plus cette technologie Ni-MH ne supporte pas la surcharge, donc il ne faut absolument pas rater la fin de la charge.
Pour le Ni-Cd ce n’est alors plus un problème car si on détecte 10mV c’est plus que largement suffisant pour voir la détection de fin de sa charge.
Mais si vous avez un système qui peux mesurer un dV de 5mV voire 2mV il ne faut pas s’en priver, c’est encore mieux, mais c’est plus cher.
Il faut bien avoir à l’esprit que le but est de couper la charge au plus près du sommet de la courbe de charge. Donc détecter au plus tôt la fin de charge pour éviter, autant que faire ce peu, la surcharge qui est créatrice d’effet mémoire pour les deux technos et destructrice pour le NiMH.
Aujourd’hui certains composants offrent de détecter le d²V/dt² qui se situe un peu avant le dV/dt = 0, pour diminuer le courant en fin de charge et limiter ainsi la surcharge dans le laps de temps entre le sommet de la courbe et la détection du -dV/dt.
Les chargeurs dernier cri à base de µprocesseur s’attachent à détecter le sommet de la courbe (dV/dt = 0) pour arrêter la charge au bon moment.
Donc comme vous pouvez le constater, tout le monde fait des efforts pour limiter au mieux le risque de surcharge.
Et là certain se posent la question de savoir si il faut multiplier le dV par le nombre d’éléments !!! ceci impose que l’on va retarder l’échéance de la coupure de la charge et donc multiplier le risque de surcharge.
Déjà, avant de détecter -8mV certain éléments auront commencer à voir leur tension chuté de peut être 15mV, mais cette baisse sera encore compensée par l’ensemble des autres éléments qui seront toujours en hausse de tension de par exemple 30mV sur le même dt. Dans cet exemple on aura toujours un dV positif et pourtant certains éléments seront déjà en surcharge. Et la surcharge je le répète c’est pas bon pour les accus. Voilà pourquoi il ne faut pas multiplier le -dV par le nombre d’éléments.
Donc je persiste et je signe, un -dV unique quelque soit le nombre d’éléments du pack,
et le -dV le plus petit possible voire zéro quand c’est possible….
Maintenant que vous avez tout compris vous pouvez continuer.