Mesure de l'état de charge de la batterie

Les nouvelles (juillet 2019) batteries au plomb nécessitent une nouvelle approche pour mesurer leur état de charge.

Mesurer la tension ne suffit pas, d'abord parce que la différence de tension entre batterie pleine et vide est faible, d'autre part parce que la tension mesurée dépend fortement du courant de dé-/charge.

Proposition

Mesurer le courant à intervalle régulier (p.ex. à 10Hz) et intégrer le courant pour calculer une charge accumulée ou extraite de la batterie (A * s = Coulomb).

Besoins

Quand le niveau de charge des batteries est trop bas, il faut couper des consommateurs. Il est possible de commuter les groupes de consommateurs suivants:

• Balise 70cm
• Mode relais QRP/QRO
• Alimentation Relais
• Alimentation Raspberry Pi, WiFi et autres consommateurs 5V restants

Afin que le relais puisse indiquer le niveau de charge, un port série est utilisé entre le coulomb-mètre et la glutt-o-matique (unidirectionnel). Pour la surveillance ainsi que pour d'autres applications, un deuxième port série transmet les mêmes informations à un Raspberry Pi connecté à Internet.

Le colomb-mètre doit donc comporter trois commutations à relais, qui peuvent à leur tour commuter des relais de puissance.

Quelques définitions

Tension nominale: Tension d'un élément chargé au repos à 25°C : 2.1V/élément soit 12.6V pour la traditionnelle batterie dite de 12V. C'est ce que vous devez lire (à la précision de la mesure près) sur une batterie que vous avez chargée et ensuite débranchée pendant une nuit.

Tension de floating (tension de charge d'entretien): Tension à laquelle on peut maintenir en permanence un accumulateur pour être sûr qu'il soit chargé au moment où en a besoin : 2.25 à 2.28/élément à 25°C. Cette valeur devrait être corrigée de 0.005V en plus ou en moins par degré centigrade selon que la température descend ou monte. A -10°C c'est 2.36V et à +40°C 2.21V.

Tension de recharge: Tension maximum à laquelle on peut charger la batterie (mais pas la laisser en permanence). 2.3 à 2.4V/élément toujours à 25°C et avec le même coefficient de température de 0.005V/°C. Soit 13.8 à 14.4V pour un bloc 12V à 25°C. Attention à prendre aussi en considération les pics de courte durée si la tension est bruitée.

Evitez de décharger la batterie en dessous de 11.9V, car vous commencez à décharger profondément la batterie.

Risque de gel: Une batterie profondément déchargée risque le gel!

Baumé	Densité H2SO4	Etat de charge	Température de gel
13 à 23	1.099 à 1.190	Profondément déchargée	entre -7C et -27C
24 à 29	1.200 à 1.252	Moyenne	entre -27C et -52C
30 à 32	1.262 à 1.285	Pleine	plus bas que -52C

Composants

Boitier: Hammond RZ0214C

Shunt: muRata 3020-01096-0