Dimensionner une batterie

[fusionfroide]

Bonjour,

J'ai un petit exercice qui me pose quelques difficultés si vous voulez bien m'aider s'il vous plait.

Hypothèses
-Satellite GEO
-Consommation du satellite (hors recharge batterie) : 5 kW
-Architecture régulée : 50 V
-Rendement des déchargeurs de batterie : 95%
-Vbatterie<Vbus
-Les caractéristiques de l’accumulateur Li-ion utilisé sont les suivantes :
-capacité 40Ah
-Tension maximum 4.1 V
-Tension minimum utile 3.5 V
-Tension moyenne en décharge 3.75 V

1) Déterminer le nombre d'accumulateurs nécessaire (association d'accumulateurs en
série / parallèle).

L'idée qui me vient c'est de faire comme il suit :

Au minimum, on peut avoir :
d'où

Au maximum, on peut avoir :
d'où

Mais je ne vois pas comment retrouver et avec les données que j'ai. Merci.
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
Tu connais la puissance absorbée par l'engin (5000 watts)
Ces 5 kw sont sous quelles tensions (je présume...50volts)
Ca donne un courant consommé de combien?
POur arriver à 50volts avec des accus de tension moyenne de 3.75v.
Il t'en faut combien ?
Tu vas donc obtenir ta tension nécessaire avec ...x accus.
Ensuite faut voir les débit: tu fais la meme procédure...
Tu connais ton débit sous 50volts pour 5 kw.
Tu connais ce que peux débiter un accus de 40 Ah... y a plus qu'à.
Ya qu'un os dans ton énonçé: quel débit impose tu a tes accus ( durée de fonctionnement)?

A+

[fusionfroide]

Bonjour, et merci pour l'aide. Si je comprends bien :

Bjr à toi,
Tu connais la puissance absorbée par l'engin (5000 watts)
Ces 5 kw sont sous quelles tensions (je présume...50volts)
Ca donne un courant consommé de combien?
POur arriver à 50volts avec des accus de tension moyenne de 3.75v.
Il t'en faut combien ?
Tu vas donc obtenir ta tension nécessaire avec ...x accus.

==> Pour 5000 Kw sous 50V on obtient 100 A
==> Pour déterminer le nombre d'accumulateurs : E(50/3.75)=E(13.3)=14 accumulateurs en série.

Ensuite faut voir les débit: tu fais la meme procédure...
Tu connais ton débit sous 50volts pour 5 kw.
Tu connais ce que peux débiter un accus de 40 Ah... y a plus qu'à.
Ya qu'un os dans ton énonçé: quel débit impose tu a tes accus ( durée de fonctionnement)?

==> Pour 5Kw sous 50V on a 100 A
==> L'hypothèse de l'orbite géostationnaire impose une durée d'éclipse et donc une durée d'utilisation de la batterie de 72 minutes = 1.2h).
==> Soit 40/1.2 = 33.3A. Finalement 100/33,3 = 3 donne le nombre d'accumulateurs en parallèles ?

14 accumulateurs en série et 3 en parallèles ?

[fusionfroide]

Je dirais plutôt : 3 chaines en parallèles de 14 accumulateurs en série chacune ... non ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

==> Pour 5000 Kw sous 50V

Bsr à toi,
Ce qui est sur, c'est que la réception devrait etre bonne !!
Reste à savoir dans quel retranchement tu veux pousser le débit sur tes accus de ...40Ah ?
C'est un choix "personnel".
A+

[fusionfroide]

C'est une erreur ... c'est 5000W (5kW)

[yvan30]

Bonjour
c'est quoi
-Rendement des déchargeurs de batterie : 95%

Et cette info
-Vbatterie<Vbus

Pour avoir 5kW utile les alimentations des modules électroniques vont consommer plus.

Le parc de batterie doit fournir 100A (au rendement des alim prés) pendant 1,2h soit 120Ah

[annjy]

Bonsoir,

sur ce coup là, j'aurais bien raisonné en terme d'Energie (En Joules ou Kilojoules).
Une batterie est un réservoir d'énergie.

E(Joules)= U(volts)*I(ampères)*t(secondes ) = P(W)*t(secondes)

Si on considère que le rendement des convertisseurs est de 95%, il va falloir une puissance de 5000/0,95= 5263W = 5,263KW
ceci pendant 72*60= 4320s

donc une énergie totale de 5,263*4320=22736 KJ

Energie contenue dans une batterie = 3,75(tension moyenne)*40*3600(40Ah) = 540000J = 540KJ

Si l'on ne décharge les batteries qu'à 50% (Li-ion !)on a donc 270KJ d'énergie disponible par batterie.

Il faut donc 22736/270 = 84 batteries.

Autre donnée:V batterie<Vbus, donc si je comprends bien V batterie max < 50V
Donc nombre de batteries max en série : 50/4,1 =12,2, donc 12

Et ça tombe bien, car 12*7 =84 ( 12 accus en série, 7 séries en parallèle)

Etonnant, non?

Bonsoir à tous,
JY

[fusionfroide]

Hello !

Bonjour
c'est quoi
-Rendement des déchargeurs de batterie : 95%

Et cette info
-Vbatterie<Vbus

A vrai dire, je suis aussi un peu dans le flou concernant ces deux hypothèses. Quand je calcul la DOD (profondeur de décharge de cette batterie) je trouve aussi 95% donc je me demande s'il n y a pas de lien ...

Bonjour
Pour avoir 5kW utile les alimentations des modules électroniques vont consommer plus.

Le parc de batterie doit fournir 100A (au rendement des alim prés) pendant 1,2h soit 120Ah

Comme on a besoin de 120 Ah, et qu'un accumulateur fournis 40 Ah, on arrive à à un nombre de chaine d'accumulateurs connecté en parallèle de 120/40 = 3 ... je retombe sur mes résultats précédents ...

[annjy]

.........
Comme on a besoin de 120 Ah, et qu'un accumulateur fournis 40 Ah, on arrive à à un nombre de chaine d'accumulateurs connecté en parallèle de 120/40 = 3 ... je retombe sur mes résultats précédents ...

Si la capacité de l'accu est de 40Ah et que tu utilises 40 Ah, ton satellite fonctionnera le temps d'une éclipse, mais pour la deuxième, les batteries seront mortes........(c'est du li-ion....)

Cdlt,
JY

[fusionfroide]

Bonsoir,

sur ce coup là, j'aurais bien raisonné en terme d'Energie (En Joules ou Kilojoules).
Une batterie est un réservoir d'énergie.

E(Joules)= U(volts)*I(ampères)*t(secondes ) = P(W)*t(secondes)

Si on considère que le rendement des convertisseurs est de 95%, il va falloir une puissance de 5000/0,95= 5263W = 5,263KW
ceci pendant 72*60= 4320s

donc une énergie totale de 5,263*4320=22736 KJ

Energie contenue dans une batterie = 3,75(tension moyenne)*40*3600(40Ah) = 540000J = 540KJ

Si l'on ne décharge les batteries qu'à 50% (Li-ion !)on a donc 270KJ d'énergie disponible par batterie.

Il faut donc 22736/270 = 84 batteries.

Autre donnée:V batterie<Vbus, donc si je comprends bien V batterie max < 50V
Donc nombre de batteries max en série : 50/4,1 =12,2, donc 12

Et ça tombe bien, car 12*7 =84 ( 12 accus en série, 7 séries en parallèle)

Etonnant, non?

Bonsoir à tous,
JY

effectivement ... du coup ça me laisse perplexe

Dans mes calculs j'ai essayé de suivre à peu près la même méthode qu'on faite sur un autre exercice assez similaire (pièce jointe avec corrigé), ...sans passer par un raisonnement en terme d'énergie. SCAN0004.PDF et SCAN0003.PDF