Mouvement HF 
Types et principes de piles rechargeables
Le marché propose plusieurs types de batteries rechargeables pour le stockage d’énergie résidentiel/commercial, batterie solaire, centrale électrique portative, etc.. Comme le phosphate de fer et de lithium, lithium ternaire, acide de plomb liquide, acide de plomb colloïdal, et plus. Ces batteries fonctionnent en stockant et en libérant de l'énergie par le biais de réactions chimiques qui subissent une oxydation et une réduction répétées au sein de la batterie..
Une batterie rechargeable comprend trois parties principales: L'électrode positive, l'électrode négative, et l'électrolyte. L'électrolyte sépare les électrodes positives et négatives, ce qui permet aux ions de se déplacer entre eux. Lors du chargement, une source d'alimentation externe envoie du courant dans la batterie. Ce processus provoque l'oxydation des ions de l'électrode positive tandis que ceux de l'électrode négative les réduisent., augmentant ainsi l'énergie stockée. Inversement, pendant la décharge, la batterie libère du courant. Cela conduit à la réduction des ions dans l’électrode positive et à l’oxydation des ions dans l’électrode négative., ce qui entraîne une diminution de l'énergie stockée dans la batterie.
Autonomie de la batterie
Une batterie subit un cycle lorsqu’elle est déchargée 100% à 0% puis rechargé à nouveau 100%. La durée de vie d'une batterie fait référence au nombre de fois qu'elle peut gérer ce processus avant que sa capacité ne diminue à 80% de son original dans des conditions de charge et de décharge spécifiques, comme le courant de décharge, température, tension de coupure, etc..
Différentes batteries rechargeables ont des durées de vie variées. Par exemple, les batteries au lithium ternaire peuvent durer environ 1,500 cycles, batteries au lithium fer phosphate jusqu'à 2,000 cycles, tandis que les batteries au plomb ne gèrent qu'environ 800 cycles.
Facteurs affectant la durée de vie de la batterie
Divers facteurs influencent la durée de vie de la batterie, comme la profondeur de décharge, état de charge, taux de charge/décharge, nombre de cycles, et la température.
Nombre de cycles
Comme la batterie subit plus de cycles, ses performances et sa durée de vie diminuent progressivement. Il est important de noter que les cycles ne correspondent pas au nombre de charges.
Profondeur de décharge (Ministère de la Défense)
Il s'agit du pourcentage de décharge de la batterie par rapport à sa capacité nominale.. Un ministère de la Défense de 100% signifie que la batterie est complètement déchargée, alors que 0% signifie une charge complète. Pour optimiser la durée de vie de la batterie, viser des rejets peu profonds (25%~75 % de portée) plutôt que des décharges profondes. Il est préférable de charger et de décharger par petits incréments plutôt que d'épuiser complètement la batterie puis de la recharger.. Les décharges superficielles prolongent généralement la durée de vie de la batterie par rapport aux décharges profondes..
État de charge (SoC)
Il indique la capacité restante de la batterie par rapport à sa pleine capacité, mesuré en électricité. SoC à 0% signifie que la batterie est complètement déchargée, alors que 100% ça veut dire qu'il est complètement chargé. La tension est directement liée à la puissance: une puissance plus élevée correspond à une tension plus élevée. La basse tension retarde le vieillissement calendaire et le vieillissement cyclique.
Chargement et déchargement à faible puissance (tension) gamme, à la même profondeur de décharge, a tendance à prolonger la durée de vie de la batterie par rapport à une batterie haute puissance (tension) gammes. Un SoC élevé et prolongé peut accélérer la précipitation des ions lithium, réduisant les ions lithium actifs et diminuant la capacité de la batterie. Inversement, Un SoC faible et étendu peut accélérer la consommation de l'interface électrolytique solide négative (ÊTRE) film. Cela peut conduire à la dissolution de la feuille de cuivre de l'électrode négative., former des dendrites de cuivre, et accélération de la dégradation de la batterie
Taux de charge-décharge
Cela mesure le flux de courant pendant la charge et la décharge par rapport à la capacité nominale de la batterie., reflétant la rapidité avec laquelle la batterie se charge ou se décharge. Par exemple, si une batterie est chargée en une heure, le taux de charge moyen est de 1C; chargement à l'intérieur 30 les minutes indiquent un taux de 2C. Une charge rapide au-dessus de 1C peut réduire la durée de vie de la batterie. Les taux de décharge sont généralement légers et ne posent généralement pas de problèmes.
Température
Les températures élevées augmentent l’activité de l’électrolyte et des matériaux actifs de la batterie, conduisant à des réactions secondaires et à la décomposition de l'électrolyte. Cela accélère la perte de capacité et peut générer du gaz, provoquant un gonflement. Inversement, les basses températures augmentent la viscosité de l’électrolyte, ralentir la conductivité des ions lithium. Cette inadéquation des vitesses de migration des électrons dans le circuit provoque une forte polarisation, réduisant considérablement la capacité de charge et de décharge. La charge à basse température peut provoquer une précipitation du lithium et la formation de dendrites à la surface de l'électrode négative., réduisant considérablement la température critique de la batterie et augmentant le risque d’emballement thermique.
Moyens et problèmes pour prolonger la durée de vie de la batterie
La durée de vie d'une batterie a des limites, mais une utilisation appropriée peut ralentir la dégradation des capacités, prolonger la durée de vie de la batterie. Pour y parvenir, considérez ce qui suit:
- Réduire le nombre de cycles.
- Maintenir la profondeur de décharge au-dessus 65% de la capacité de la batterie.
- Évitez la profondeur de charge à pleine capacité.
- Minimisez les temps de charge rapides, et réduire les courants de charge.
- Utiliser des systèmes de gestion de batterie intelligents (GTC) pour réguler les courants de charge en fonction de différentes étapes.
- Maintenir une plage de température raisonnable.
Cependant, la mise en œuvre de ces stratégies peut poser des défis en fonction des scénarios d'utilisation. Les batteries sont cruciales dans les situations où l’alimentation secteur n’est pas disponible ou où l’alimentation mobile est nécessaire sans connexions. Dans de tels cas, prolonger la durée de vie de la batterie en réduisant les cycles et la profondeur de décharge devient difficile.
Que ce soit industriel, commercial, ou usage domestique, les batteries doivent souvent être rechargées avant utilisation. Cellules solaires, par exemple, subir une charge et une décharge constantes en raison des processus du système. Ce cycle continu a un impact significatif sur la capacité de la batterie et conduit à une durée de vie réduite., tombant souvent en dessous du nombre nominal de cycles.
La meilleure façon de prolonger la durée de vie de la batterie
Ensuite, nous avons trouvé le problème fondamental. Le principal problème réside dans la manière dont les batteries sont principalement utilisées comme sources d’alimentation de secours.. Lorsqu'il est utilisé uniquement pour la sauvegarde, la fréquence et la profondeur de charge et de décharge sont considérablement réduites, affectant différemment la durée de vie de la batterie.
Chez HF Mouvement, nous avons introduit un système de cellules solaires innovant appelé technologie solaire E-Hybrid. Cette approche innovante intègre les batteries dans le système solaire, permettant une production directe d'énergie solaire vers la charge. Dans cette configuration, la batterie sert de secours, plutôt que d'être le seul conduit pour fournir de l'énergie à la charge.
Nous proposons des solutions et des produits pour le résidentiel, industriel, et systèmes solaires commerciaux, intégrant cette technologie pionnière.
Son mode de fonctionnement est le suivant:
Dans le mode de fonctionnement décrit, le système fonctionne principalement comme solaire → charges, passer occasionnellement au solaire + Batterie → Charges ou Batterie → Charges. Cependant, il n'y a jamais de flux direct depuis Solaire → Batterie → Charges. Cela évite le problème selon lequel le système doit charger la batterie avant la sortie..
Au-delà des systèmes mentionnés, nous proposons également des batteries portables à énergie solaire intégrant la technologie E-Hybrid ainsi que des modules MPPT et des onduleurs. Ces unités sont équipées de batteries au lithium fer phosphate avec des capacités allant de 1000 à 2000Wh. Ils s'adressent à divers scénarios comme l'électricité domestique, camping en plein air, et opérations sur le terrain.
La conception unique permet une production directe d'énergie solaire vers la charge chaque fois que la lumière du soleil est disponible, contourner la batterie. Même lorsque la batterie est faible, la lumière du soleil permet une sortie directe vers la charge, sans tenir compte de la puissance de la batterie. Cette approche prolonge considérablement la durée de vie de la batterie par rapport aux alimentations mobiles conventionnelles. Il garantit une puissance de sortie constante dans divers paramètres, offrant des performances stables quelles que soient les conditions environnementales.
