Electricite- batterie lithium polymere

[invite198b9c5c]

Bonjour,

j'ai une question qui va être trivial vu le niveau du forum, je suis modéliste et j'utilise des batteries que l'on appelle LIPO,
elles sont de tension et de capacité différentes que l'on combine avec différents moteurs brushless.
Mais on a des soucis, c'est Lipo gonflent parfois et avec mes collègues au club de modélisme nous ne comprenons pas "scientifiquement" pourquoi?

Ce que l'on sait:
les Lipo que nous utilisons ont comme paramètres la tension en volt, la capacité en mAh et le coefficient de décharge x fois la capacité,

ex: Lipo 6S (6*4.2v donc 25.2v) 3300mAh 30C

nous utilisons ces lipo jusqu'à une limite de tension de 3.2v par élément soit pour une 6S, 19.2 Volts (en dessous le Lipo risquerait d'être endommagé.)

nos moteurs brushless consomment au max en 6S 80A lors d'une sollicitation maximal, et en moyenne 10A sur 15mn.

nous avons donc acheté des lipo ayant une capacité de décharge de 3.3 * 30 = 90A ce qui est > à 80A donc suffisant pour le moteur.

pourtant de nombreux lipo gonflent nous indiquant qu'il y a eu une réaction chimique à l'intérieur anormale.

Notre piste d’interrogation est la suivante:

est ce que la capacité de décharge d'un Lipo chute en même temps que la tension?

est ce une fonction linéaire?

si par ex la tension passe de 25.2v à 19.2v en fin de pack,

est ce que la capacité chute identiquement de 3300mAh à 2514mAh

et par conséquent est ce que la décharge passe à seulement 75A, (ce qui est insuffisant pour le moteur)

ou encore plus ?

Merci pour vos réponses.
-----

[trebor]

Bonsoir,
Sur ce site > http://www.aeromodelisme.org/forums/...ecautions.html
Je trouve cette info et il y en a d'autres,....

A priori, si ta batterie a gonflé lors de l’utilisation, c’est que tu as déchargé la batterie en dessous des 3 volts par éléments et c'est irréversible, l’accu est mort et dangereux a la recharge.

Bonne soirée

[invite198b9c5c]

Bonsoir trebor,

je ne viendrai pas sur un forum de physique si je n'avais pas écumé la plupart des forum de modélisme,
et surtout pas pour que l'on me dise que la tension de mon Lipo a chuté sous 3v.

Déjà on a tous des testeur de tension qui permettent de savoir que nos Lipo sont bien à 3,2v par cellule en fin de run,
mais surtout nous avons déjà expérimenter que des Lipo gonflent avec des cutoff (coupure) à 3.4v par cellule.

Enfin la question la plus importante concerne la fonction qui relie la tension à la capacité en mAh,
à savoir quelle est elle?

variation U = variation I ?

[invite310b3b4c]

J'ignore les détails de fonctionnement des batteries Li-po il faudrait lire un peu leur doc technique, je n'ai que des hypothèses a proposer, mais sait-on jamais si ça peut aider.

Sais-tu quel est la nature du circuit électronique chargé de mesurer le niveau de tension de la batterie est-ce un circuit professionnel ou bien un "amateur" fabriqué par vous même ? je vois qu'un défaut de mesure de 0.4 V peut s'avérer fatal pour la batterie or les composants du circuit électronique chargé de gérer la coupure peuvent dériver en fonction de la température, et en vol si l'air est frais ou chaud peut être que ça peut suffire.
La tension de coupure est-elle mesurée sur chaque cellule indépendamment ou bien sur plusieurs batteries en série en même temps ?
Sinon tu peux aussi regarder du côté d'un éventuel courant de décharge maximal qui détériorerait la batterie et voir si ce courant max n'aurait pas été dépassé pendant les vols.

[A voir en vidéo sur Futura]

[trebor]

Lorsque la tension de la lipo diminue de 3,7 à 3,2 V, le courant ( ampère ) quelle peut fournir au moteur diminue.
Supposons que le moteur à une résistance interne de 2,5 ohm, à 25,2 V le courant débité par la lipo est de 25,2/2,5 = 10 A
et à 19,2 V > le courant sera de 19,2 / 2,5 = 7,68 Ampères.

Si le courant fourni au moteur est supérieur au courant que peux fournir la lipo ( tu parle de 80 A ), elle surchauffe et elle s'abîme et gonfle. ( je suppose que le moteur ne tire pas 80 A instantané sur la lipo ? )

Les mAh n'ont rien à voir avec le courant ( ampère ) maximum instantané que peux fournir la lipo sans lui être néfaste.

Sur ce site, je lis ceci ( tu le sais sans doute déjà ) > http://www.pobot.org/Les-batteries-Li-Ion-et-Li-PO.html

Inconvénients

Elles ont une limite dans le taux de décharge et de charge :
Pour la décharge c’est un maximum de 15 fois (pour les meilleures)
La capacité de la batterie et le taux de charge est de 1 pour 1, donc ça prend 1 heure pour la charger (en fait compter le double, voir le triple).
Elles sont fragiles, aussi bien mécaniquement qu’électriquement.
La durée de vie de ces accumulateurs n'est que de 2 à 4 ans après fabrication, indépendamment du nombre de cycles de charges.

Voyons l'avis des autres lecteurs

Bonne soirée.

[invite198b9c5c]

Geo Frais,

les instruments de mesure de tension sont fournis par des professionnels (futaba, graupner, hyperion...) et nous indiquent les même tension à +/-0.03 près, il n'y a pas vraiment de raison d'en douter. ils sont bien sûre connectés sur ce que l'on appel la prise d'équilibrage qui donne la tension de chaque cellule indépendamment.



Trebor,

Merci pour ce lien très instructif

je comprends maintenant (il me semble) que les mAh correspondant à la quantité d'intensité en mA qu'une batterie peut fournir sur une durée (1h),

ne sont donc à priori pas lié à la quantité de courant instantané (A) que le Lipo peut fournir en décharge. C'est donc une fausse formule que l'on nous donne en modélisme pour choisir nos accus, puisqu'on nous dit de multiplier la capacité par le coeff de décharge:

Lipo 5000mAh 45C => 45*5 = 225 A en décharge en instantané , donc ce calcul est faux?

Mais comment connaître la capacité de décharge alors? Et comment savoir si elle reste constante jusqu'à la fin du pack (cutoff 3.4v/cellule)

Pour nous par ex un Lipo de 2000mAh en 45C n'a que 90A de décharge... alors ceci est faux aussi?

[calculair]

Bonjour,

J'ai l'impression que vous melangez plusieurs notions

La tension de la batterie et vos avez compris qu'lle doit être maintenue entre une valeur max et une valeur min

Le courant de pointe que peut fournir la batterie pendant un temps court . cette valeur est donnée en A. Le constructeur la donne conne C fois la capacite de la batterie.
Par exemple une batterie de 5 Ah dite 20 C pourra debiter un courant de pointe de 100A

La capacite de la batterie en Ah , c'est la quantite d'electricite qui est stockée. une batterie de 5 Ah pourra debiter 5 A pendant 1 heure ou 50 A pendant 6 minutes en supposant qu'elle supporte ce courant. C'estle cas de la batterie 5 Ah 20C

[invite198b9c5c]

Bonjour calculair,

je comprends bien les trois notions mais vous constaterez que la valeur de décharge en C donné par les constructeurs est ambigus,

puisque c'est un peu, par ex pour une voiture, si vous disiez que sa puissance était x fois la capacité de son réservoir,

cela pose des interrogations évidentes:

Garde t'on toujours la même puissance à mi-réservoir ( pour une voiture c'est oui bien entendue mais pour un Lipo?)

- est ce qu'un accu de 5Ah de 30C qui débite 150A en pic sur 10s, débite toujours ces 150A lorsqu'il s'est déchargé à 4Ah?

il serait alors plus "puissant" qu'un accu 4Ah de 30C chargé ? C'est absurde...

[calculair]

Bonjour

Le courant Max que peut delivrer la batterie depend assez peu de la capacité restante. Cette caracterisique en Nb de C depent de l'epaisseur des plaques et de la dimension des fils d'inter connections internes et externes de la batterie.

D'ailleurs le batteries avec des Grands C pèsent plus lourdes pour une ume même capacité nominale que les batterie avec un petit C dans la même technologie... C'est que tout est plus gros dedans

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Dans toute la discussion, je n'ai pas lu que l'on parle de la durée de vie limitée des batteries.
Est-ce que les batteries qui gonflent sont-elles jeunes ou vieilles ?
Au revoir.

[invite198b9c5c]

Bonjour LPFR,

j'ai gonflé des batteries neuves sans descendre sous les 3.4V / cellules mais qui avait une faible capacité (2650mAh) et une grosse décharge (45C),

et en théorie ça n'aurai pas dû être le cas car le moteur (80A max) et le Lipo 2.65*45=119A de décharge.


Calculair,

effectivement les Lipo avec des Gros C sont plus épais et plus lourd.

Pour info la résistance de nos moteurs brushless sont de 0.32 ohm, ce qui fait bien 25.2/0.32 = 78.75 A donc les 80A max.

Bon je commence à mieux cerner tout ça, mais je n'ai toujours pas de formule ou de chiffre reliant la tension à la capacité ou à la décharge...

de manière à calculer formellement en fonction du moteur et du cutoff choisi dans l'ESC (3.5v , 3.4V , 3.2V)

quelle capacité et quelle décharge choisir pour les différentes courses.

Comme le but est d'être le plus performant et léger possible,

je veux éviter de sur-dimensionner pour rien en prenant un pack de 6000mAh 90C de 1.2Kg.

[f6bes]

Bjr à toi,
Reste à connaitre les CONTRAINTES des..."différentes courses..." dont on ne connait RIEN !
Ce genre de batteries ...poussées dans leur derniers retranchement... (batteries BIEN souvent BRULANTES
en fin " d'amusement") supportent elles ce traitement ?
J'en doute tout de meme !
Pas étonnant qu'elles ...gonflent.
La CAPACITE c'est la quantité d'énergie que l'on peut y loger.
Donc plus il y a de capacité ( et à consommation égale), plus l'utilisation sera longue.

Donc "tourner" durant 15 minutes ou 5 minutes c'est pas pareil!

A+

[invite6dffde4c]

Re.
La tension est indépendante de la capacité. Deux batteries identiques chargées à l'identique et branchées en parallèle auront la même tension qu'une seule et le double de la capacité.

Je n'ai jamais trouvé de formule ou de fonction qui donne le pourcentage de charge en fonction de la tension. Mais elle doit probablement exister.
A+

[calculair]

bonjour

Je ne comprend pas très bien ce que vous voulez faire

Voila un tableau qui donne une idée entre la tension par element et le niveau de charge

0% 3 V
5 % 3,3 V
10% 3,6 V
20% 3,7 V

30% 3,75 V

40% 3,79V

50% 3,83 V

60 % 3,82 V

70 % 3,92 V

80 % 3,97 V

90 % 4,10 V

100% 4,2 V


Ces chiffres sont à prendre comme indication

Apres une charge, il est recommendé de laisser reposer la batterie pendant 3 h

Certain constructeurs recommandent de ne pas faire plus de 2 charge par jour

[invite198b9c5c]

Bon j'arriverai peut être mieux avec un tableau:






j'aimerai trouver les inconnus et la méthode de calcul.

Merci.

[calculair]

Bonjour

Le courant de decharge max ne depend pas de la capacité restante

Quand la tension est de 3 v , la capacité restante est 5000 mAh x 0% = 0 mA h

Quand la la tension est de 3,3 V la capacité restante est 5000 mAh x 5 % = 250 mAh

quand la tension restante est de 3,6 V la capacite restante est de 5000 mAh x 10 % = 500 mAh


etc .....


Remarque quand la tension est 3,6 V on a en principe une capacite de l'ordre de 0,5 Ah. Le temps de decharge possible à 150 A est de 12 s !!!!

Autre remarque: En fin de decharge la resistance interne e la batterie a tendance à augmenter, et donc l'echauffement sera un peu plus grand..


Par ailleurs pour une batterie avec plusieurs elements, il faut être sur que tous les elements ont la même capacité, si non les elements de capacité moindre risquent de s'inverser et de se detruire.


Il est donc conseiller d'eviter de trop grand courant de decharge en fin de decharge, si non certains elements risque de passer sous la tension minimum acceptable en moins de temps que l'on peut imaginer.....

[invite198b9c5c]

Ok,

donc le comportement d'un Lipo ça donne ça:

LIPO3-1.jpg


Alors que moi j'aurai pensé que ça donnerai plutôt ça:
LIPO4.jpg

parce qu'en fin de pack la plupart des pilotes "sentent" que leurs moteurs ont moins de "jus" pendant 1 ou 2 mn avant la coupure sécurité (cutoff).
Et que ce serai peut être vers les 20%-10% que l'on gonflerai les Lipo par un excès de demande de courant.

[calculair]

bonjour

la reduction du courant en fin de decharge est une precaution pour eviter de decharger trop certains elements de la batterie.

la resistance interne à tentance à augmenter, ce qui a tendance à limiter le courant

la tension d'alimentation du moteur chute, ce qui reduit qussi sa puissance.

Ta courbe de courant max sur quelle theorie s'appuie t'elle ou quelle recommmandation constructeurs ?

[calculair]

re bonjour

Dans votre cas la batterie perd 4 v entrela pleine charge et la fin de decharge surue tension voisine de 20 V. Cela fait à courant constant une perte de puissance de 20 % ce qui n'est pas negligeable...

[invite198b9c5c]

Ta courbe de courant max sur quelle theorie s'appuie t'elle ou quelle recommmandation constructeurs ?

Aucune, pure hypothèse ( d'après ce que l'on observe sur la piste) et c'est bien là mon problème,

j'aimerai bien avoir des données physique réel... (mais je doute à une décharge max constante, jusqu'à une preuve télémétrique)

En tout cas merci pour toutes vos réponses, je vais tacher d'obtenir ces données de la part des constructeurs.

Au revoir.

[calculair]

Bonjour

Je n'ai pas dit que sur la machine, la decharge se fait à courant constant.

Cela depend comment fonctionne le controleur moteur. En tous les cas le max possible ne peux que diminuer

Augmentation de la resistance interne de la batterie en fin de decharge

diminution de la tension disponible

[invite897678a3]

Bonjour Ã* tous et meilleurs voeux pour 2012,

nous avons donc acheté des lipo ayant une capacité de décharge de 3.3 * 30 = 90A ce qui est > Ã* 80A donc suffisant pour le moteur

Il me semble qu'une batterie annoncée "30S" ne veut absolument rien dire.

Je m'explique:
un fabriquant sérieux précisera - par exemple -
que sa batterie est capable de fournir un courant
de 30 fois la capacité nominale pendant 3, 5 ou 10 secondes,
et il précisera également
qu'en régime permanent de décharge il est impératif
de ne pas dépasser 10C.

Il serait sans doute intéressant de connaître les préconisations du fabriquant et d'effectuer in situ des relevés de température, intensité et tension (datalogger).

Cordialement
PS: le pré-visualisation de ce message montre que mon probllème d'accents a survécu Ã* 2011. Mon post est illisible.
Veuillez m'en excuser.

[invite198b9c5c]

Bonsoir,

j'ai quand même compris les sens du message mais sachez que les C pour les Lipo en question,

sont pour la plupart de nos fournisseurs annoncés pour 10s,

or un moteur brushless va tirer son courant max lors de la plein charge en accélération,

une fois les tours moteur max atteint la conso va chuter autour de 10A et se stabiliser même s'il tourne à plein régime.

Et en pratique il ne faut pas plus de 5s pour atteindre ce régime max (même pour une voiture qui tire très long, + de 100km/h),

c'est pour cela que je n'ai guère tenu compte de ce paramètre.

C'est justement dans ces phases d'accélération de pleine charge que tout se joue, surtout en fin de pack, c'est là qu'on les flingues si on sollicite trop violemment.

[f6bes]

Bjr à toi,
A charge 100% (ton tableau), c'est sur t'as 5000 mAh
A 90%..ben ne reste QUE 90% de tes 5000 mAh (Lapalisse ne fait pas mieux !)
A 50% ..ne reste QUE 50% de tes 5000 mAH
A 0 %.reste........... RIEN.
Donc pas trop compliqué de "renseigner" tes " ? " dans la colonne capacité !
Courant disponible: il suit la variation de ta courbe de tension POUR une MEME charge. ( celle çi restant IDENTIQUE)
A+

Edit : Hum BES y a une page 2, t'es un PEU à la bourre !!