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Décortiquons le GB40 - Jump Starter / Booster de batterie
Bonjour à tous,
Cet article n'est pas encore un vrai projet de récupération mais rien n'exclus qu'il puisse le devenir.
Comme vous pouvez-vous en douter, nous allons inspecter les entrailles du jouet.
GB40 Jump Starter
Je vous présente le GB40, un petit Jump Starter capable de développer 1000A (7000 joules) pour aider au démarrage d'un véhicule.
Je dois avouer qu'il est effectivement capable d'offrir le petit coup de pouce nécessaire au démarrage hivernal de mon Diesel.
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| Jump Starter / Booster de batterie GB40 |
Le lecteur attentif remarquera la présence d'une lampe de lecture 3 LEDs avec un connecteur USB. A l'usage, j'avais l'impression d'une tenue assez modeste (disons pas vraiment en relation avec l'annonce des 7000 joules disponibles).
Petit tour de l'interface et connectiques
La face avant du GB40 présente plusieurs boutons de commande:
- Marche/arrêt : met l'appareil sous tension et permet de vérifier l'état de chargement de l'accumulateur.
- Lampe/Led : fonctionne indépendamment du bouton marche arrêt. Les LEDs peuvent être activées sous différents modes d'éclairage (fixe, clignotant, etc).
- Exclamation : (en rouge) ce bouton permet d'activer le pulse start (injecte le coup de pouce dans le circuit lorsque l'on démarre le moteur).
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| Eclairage LEDs du GB40 |
L'éclairage LED présente une luminosité de 100 Lumens est l'équivalent d'une lampe a incandescence de 15W. Suffisant pour éclairer modestement une pièce de taille moyenne, éclairer correctement un moteur en cours d'inspection.
En balade de nuit par nuit noire, la visibilité devrait s'étendre de 3 à 5m (au mieux).
Eclairer l'intérieur d'une voiture avec 100 Lumens est beaucoup trop lumineux (surtout juste à côté). La lecture d'un ouvrage est pénible.
A titre de comparaison, l'éclairage d'une pièce de taille moyenne nécessite entre 600 et 900 Lumens.
Viennent ensuite les connecteurs USB sur le côté.
- micro-USB : ce connecteur est utilisé pour recharger le GB40
- USB-A : connecteur est alimenté en 5V lorsque le GB40 est activé. Ce dernier permet d'alimenter un smartphone, une tablette ou autre appareil pouvant être alimenté en USB.
De là a imaginer le passage de 1000A par ces câbles est totalement douteux! Cela n'exclus cependant pas un courant significatif pendant une fraction de secondes.
7000 Joules représente 1.94 Watt-Heure. Ce qui m'interpelle, c'est que le verso du boîtier mentionne un accumulateur Lithium-Ion de 24 Wh!
Autrement dit, 7000 Joules (1.94 Watt-Heure) offre la possibilité d'alimenter une ampoule électrique de 1Watt pendant une heure!
Sachant que la tension nominale du GB40 est de 12V (pour s'adapter à la batterie), la production de 1000A pourrait se faire pendant:
1.94 Watt-Heure = U*I*temps = 12 * 1000 * temps_en_heure
Donc le temps disponible (avant la batterie vide) est de 1.94 / (12 * 1000) = 0.00016 heure, soit 0.576 secondes... suffisant pour aider au démarrage d'un moteur.
Pour les pointilleux, je tiens a préciser qu'il s'agit là d'une estimation très grossière! Mais cela a pour mérite de fournir un point de référence.
Les entrailles du GB40
Commençons par ouvrir la bête. Le GB40 est équipé de vis de sécurités triangulaires. L'utilisation d'un tournevis avec embouts de sécurité permet d'accéder à l'intérieur du GB40.
Attention DANGER!
le GB40 contient une batterie Lithium-Ion de 24 Wh SANS CIRCUIT DE SECURITE intégré aux cellules. Il doit en être ainsi si le dispositif doit délivrer des centaines d'ampères pour l'assistance au démarrage.
Pour personne expérimenté uniquement!
Tout court-circuit accidentel ou coup/perçage/déformation des accus peut provoquer une violente mise à feu avec dégagement de gaz toxiques. Un feu d'accumulateur est pour ainsi dire "impossible a maîtriser" et est capable de fondre de la céramique!
Un fois le couvercle arrière retiré, nous retrouvons:
- un énorme accumulateur Noco 11V à 2150 mAh (les 24 Wh annoncés)
- les connecteurs USB (à droite) soudé sur la carte principale (située sous l'accu)
- Une carte d'activation avec
- la ligne de masse contrôlée par un relais (pouvoir de coupure 70A).
- la ligne +11V contrôlée par une série de DIODES montés en parallèles
- Les LEDs d'éclairage à l'extrême gauche (à peine visible)
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| Arrière du GB40 - clique pour agrandir |
L'image ci-dessous présente la carte d'activation qui branche l'accu directement sur les pinces.
Il est également possible d'y voir les deux connecteurs supplémentaires de l'accu:
- Le connecteur 2 pôles est branché sur une thermistance.
Celle-ci permet de contrôler la température de l'accu pendant son utilisation ou sa recharge. - Le connecteur 4 pôles permet de relever la tension des 3 cellules internes de l'accu.
Permet au BMS de contrôler l'équilibrage des tensions des différentes cellules au moment de la recharge.
La carte d'activation sur la gauche de l'image présente clairement le sectionnement de la masse de l'accu (le gros fils noir). Ces deux sections sont mises en contact par l'intermédiaire d'un relais (présent de l'autre côté de la carte).
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| Carte d'activation |
Sans trop de surprise, nous retrouvons des deux connecteurs de sorties (output + et output - ).
La masse (noir) est commutée par un relais de 70A 14VDC.
Le 12V (rouge) passe par l'intermédiaire de 4x double diodes (max 45V avec un total cumulé de 160A). Ces diodes permettent de protéger l'accu contre une polarisation inverse accidentelle (ex: brancher le + du GB40 sur le pole négatif de la batterie voiture).
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| 40L45 |
La carte principale du BG40
Voici ce qui se trouve au coeur du BG40 avec une identification des composants principaux.
A l'évidence la carte est architecturée autour d'un microcontrôleur 8 bits de Holtek. Ce dernier dispose par ailleurs d'un convertisseur analogique digital avec fonctionnalités avancées.
Je note aussi le composant 8254AA de spécifiquement de ABLic. Ce dernier est spécifiquement destiné à la protection des cellules.
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| Cliquer pour agrandir |
L'accu Lithium-ion
A l'évidence, Noco est aussi le fabriquant d'accu Lithium-Ion.
Cet accu de 24Wh ( 11.1V * 2150 mAh ) est constitué de 3 cellules montées en séries.
La tension d'une cellule est de 3.6 à 3.7V.
Montée en série les 3 cellules produisent 3 * 3.7V donne les 11.1V mentionnés.
A pleine charge, une cellule peut atteindre 4.2V (soit un maximum de 12.6V).
La tension minimale de la cellule ne peut pas tomber sous 3.0V car elle risque de devenir instable et de prendre feu. Dans ce cas de figue, l'ensemble ne présente plus qu'une tension de 9V.
La recharge via micro-USB est mentionnée à 2.1A max (2100 mA).
Ce qui correspond exactement à une charge de 1C pour un accu de 2150 mAh.
Il est généralement conseillé de ne pas dépasser 1C la charge (1C = une fois la Capacité de l'accu = 1x 2150mA pour notre accu).
Pour ce qui est de la décharge, il faut se référer aux spécifications techniques de l'accumulateur.
Malheureusement, la référence NLBX10 ne retourne pas d'information technique pertinente sur l'accu. J'ai ouvert le paquetage dans l'espoir de trouver plus d'informations sur les cellules mais sans succès.
J'en viens à supposer que le X10 correspond au taux de décharge 10C.
Autrement dit, il serait possible de décharger l'accu à 10C = 10*2150mA = 21.5 ampères sans risque d'instabilité pour l'accu.
Pour un accu de 2150mAh ou 2.15Ah, ce dernier pourra fournir les 21.5A pendant 2.15Ah/21.5A = 0.10 heure (soit 6 minutes).
Ceci étant nous sommes loin des "12V 1000A" mentionné sur la face avant.
Mais c'était prévisible!
Même s'il fallait interpréter 10X comme 10*10 (chiffre latin X=10) nous arriverions à 200A... toujours en deçà des 1000A mais soyons sérieux, la section des câbles ne correspond absolument pas à ce niveau de courant (il faut du 25mm² de cuivre!).
Bon, c'est assez pour aujourd'hui...
Nous aurons l'occasion d'y revenir.
Dominique
