Réparation de batterie Li-ion de hoverboard

Ben oui, que ce cache derrière ce nom barbare ?

Allez, un peu d'histoire pour les puristes 🤗

Le terme apparaît pour la première fois dans le film « Retour vers le futur II » (1989).

Retour vers le futur (Back to the Future) est un film de science-fiction américain réalisé par Robert Zemeckis, sorti en 1985.

L’intrigue relate le voyage dans le passé d’un adolescent, Marty McFly, à bord d’une machine à voyager dans le temps fabriquée par le docteur Emmett Brown à partir d’une voiture de modèle DeLorean DMC-12. Parti de l’année 1985 et propulsé en 1955, Marty, aidé du « Doc » de 1955, doit résoudre les paradoxes temporels provoqués par ses interventions dans le passé et trouver le moyen de faire fonctionner la machine pour retourner à son époque d’origine.

Le hoverboard est un moyen de transport futuriste, analogue à une planche à roulettes (skate-board), mais sans les roulettes… Il permet de survoler des surfaces, mais le déplacement se fait par impulsion du pied, comme pour un skate ou une trottinette.

Alors forcément, ces appareils roulants qu’on a vu apparaître d’un coup (et disparaître presque aussi vite) on profité de l’effet médiatique de l’approche du 30ième anniversaire du film et, de par leur ressemblance, en ont emprunté le nom. Même si techniquement, il s’agit plus de gyropodes sans guidon ni selle, mais là, je chipotte…

Comment fonctionne un "hoverboard" ?

Voici le lien wiki vers ce qui décrit le mieux le hoverboard, de manière traditionnelle : lien

Pour ma part, je vais plus vous expliquer le mode de fonctionnement de ces engins :

Munis de 2 roues (avec chacune son moteur électrique dans le moyeu), et reliées entre elles par un axe supportant les 2 pédales, l’ensemble se déplace grâce à la détection de l’inclinaison de l’utilisateur.
Dans chaque pédale, un composant électronique appelé gyroscope mesure en permanence le degré d’inclinaison de chacune des 2 pédales, de façon à renseigner la carte électronique qui va actionner les roues.

Ces gyroscopes électroniques, que l’on retrouve aussi dans les drones de loisir, dans les téléphones portables, et plein d’autres objets du quotidien, sont des chefs d’œuvre de la miniaturisation actuelle. Conçus en technologie « MEMS » (pour MicroElectroMechanical System), ils permettent de détecter des changements d’inclinaison et/ou variation de vitesse et de les convertir en signaux électriques.

Le hoverboard, renseigné par ces composants, va alors chercher à tout prix à garder la roue sous le pied de l’utilisateur. Si une pédale penche vers l’avant, alors la roue va avancer jusqu’à ce que la pédale soit de nouveau à plat. Et inversement… Chacune des 2 pédale cherche le point d’équilibre, et c’est le dosage de chacune des 2 pédales qui va permettre d’engager des virages.

La batterie de l'engin...

Ce pack d’accus de 36V est en fait composé de 10 accus Li-ion de 3.6V et 2000mAh en série, le tout doublé (en parallèle) pour doubler la capacité d’énergie (mais aussi la possibilité de sa restitution). Ainsi, on peut atteindre 4000mAh, avec un taux de décharge de l’ordre de 20A en pic. Ce n’est pas de trop pour alimenter les 2 moteurs de 300 Watts chacun…

L’inconvénient de ces accus est que leur tension doit rester dans une plage de fonctionnement nominal, sans quoi on s’expose à de gros risques, d’incendie notamment… Ceux-ci interviennent essentiellement lors des cycles de charge, lorsque le chargeur ne limite pas correctement le courant de charge, ou lorsqu’un élément qui compose le pack d’accus voit sa résistance interne augmenter (avec l’usure), et plus sa résistance augmente, plus les courants sont forts et plus il y a d’échauffement. Il y a eu énormément de rappels pour certaines marques de hoverboards pour lesquelles les risques d’incendie étaient grands.

C’est la raison pour laquelle il faut travailler sur ces packs d’accus avec le plus grand soin, l’énergie y étant accumulée étant loin d’être anodine…

Quelle était la panne ?

Les accus Lithium-Ion ont une tension (chargés) de 4,2V. Mais en fonctionnement, cette tension s’effondre vite à la tension nominale de fonctionnement, de l’ordre de 3,6 ou 3,7 volts (selon les accus).
Après mesure, je constate que le pack qui devrait faire 36V, en fait moins de 27. Les 9V et quelques qui manquent correspondent à 3 couples de batteries (n’oublions pas que chaque accu est doublé pour augmenter la capacité totale). C’est souvent comme ça que ces accus sont en panne : un élément (ou plusieurs) voient leur résistance interne augmenter, jusqu’à finir en court circuit. L’accu en parallèle se vide dans l’accu fautif, s’en suit un gros échauffement, puis la panne.

Dans mon cas, 3 couples sont à 0V : le BMS (Battery Management System) refuse d’allumer le hoverboard.
Je démonte donc les 3 couples, en fabrique 3 neufs en mettant en parallèle 2 accus 18650 à chaque fois, puis les remets dans le pack complet.
Afin que le pack ne soit pas déséquilibré, je décharge un à un chaque couple d’accus à la même tension grâce à ma charge fictive électronique. Ainsi, lors de la recharge complète, le BMS pourra mieux équilibrer le pack complet.

Bien entendu, je reste assez généraliste dans ces explications, mais si vous avez des questions, n’hésitez surtout pas à les poser dans l’espace commentaire ci-dessous !

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Une petite video pour finir !

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