Dimensionnement batterie

[invitea2fbcca3]

Bonjour,

J'ai souvent consulté ce forum pour trouver des réponses à mes questions et voici que je me suis inscrit pour venir poser la mienne car je n'arrive pas à obtenir d'informations via les fabricants de batterie (je tombe sur les vendeurs et à part le blabla pour vendre leur système...).

Voici la question.
J'ai un moteur électrique DC (par ex. 48V, 10kW) travaillant en traction et j'aimerai dimensionner mes batteries (Pb pour une histoire de coûts) de telle sorte qu'elles me permettent de fournir un travail de par exemple 3'000Wh pendant 45minutes...
Le courant nominal du moteur étant de I=P/U = 208A (ah oui c'est du lourd..), quelle capacité choisir ?

Je ne vais pas prendre un C5 = 5*208A car ce serait surdimensionné. D'une part parce que le moteur ne va pas tirer les 208A en continue si la puissance est plus faible n'est ce pas ?

En fait je voudrais une capacité C = 3000Wh/48V*(x% pour ne pas décharger trop profond) mais je ne sais pas si on peut calculer comme ça.. surtout que dans les spécifications de la batterie on voit soit C5, soit C10, soit C20, ça ne me renseigne pas vraiment.

Bref avez vous des indications pour calculer la capacité qu'il me faut en fonction du travail, (du courant tiré par le moteur) et du temps d'utilisation svp ?

Merci
-----

[invitea2fbcca3]

Hum... personne n'a d'idée ? ...

[invite5f3df1f4]

bonjour Shain

On ne va pas quand même te laisser tomber !

Précises nous un peu ton problème, pas en chiffres, mais en description et but du projet (à moins que ce ne soit pas secret)
Est ce pour une application durable et répétitive ou juste un essai expérimental ?

Pas le temps d'approfondir ce matin, envoies plutôt un MP, je serai prévenu

C.R.

[invitea2fbcca3]

Bonjour robrico,

merci pour le message, je ne peux pas trop décrire l'application puisque c'est en effet secret, ce n'est pas pour un projet personnel...
C'est pour une application durable et répétitive oui. pour travailler surtout dehors donc doit supporter des températures diverses.
Je ne sais pas vraiment quoi dire de plus... il ne peut pas y avoir de réponse à ma question sans devoir décrire davantage le projet ? :/

[A voir en vidéo sur Futura]

[harmoniciste]

3'000Wh pendant 45minutes...
Le courant nominal du moteur étant de I=P/U = 208A (ah oui c'est du lourd..), quelle capacité choisir ?

dans les spécifications de la batterie on voit soit C5, soit C10, soit C20, ça ne me renseigne pas vraiment.

Bonjour,
C5, C10, C20 sont les capacités restituées par la batterie chargée si on la vide en 5heures, 10 heures, ou 20 heures (plus le courant de décharge sera faible, plus la quantité de courant (A.h) restituée est grande.
Si je comprend bien votre problême, le moteur peut consommer jusqu'à 208 A, mais la moyenne sur 45 minutes serait plutôt 83 A
Dans ce cas 415 A.h (C5) tiendront environ 5 heures sans recharges et autoriseront sans doute environ 300 recharges.

[invitea2fbcca3]

Bonjour harmoniciste,

En effet, le moteur peut consommer jusqu'à 208A c'est le courant nominal nécessaire pour obtenir la puissance nominale de 10kW.

Excusez moi, je n'ai pas bien compris la moyenne de 83A sur 45 minutes.. pouvez-vous me réexpliquer le calcul.. je ne dois pas avoir les yeux en face des trous là..

[invite0324077b]

il n'y a rien a comprendre ... tu ne nous a donné que le courant maxi , aucune information sur le courant moyen

moteur de traction , c'est a toi de nous donner des information pour savoir ce que ca consomera , on ne peut pas le deviner

[invitea2fbcca3]

Ah oui c'est juste... le fait est que je ne connais pas non plus ce courant moyen, c'est bien là le problème... j'ai le travail et la consommation mais pas le courant que va tirer le moteur... :\

[invite0324077b]

j'ai le travail et la consommation mais pas le courant que va tirer le moteur... :\

c'est quoi le travail ? si c'est le travail mecanique en joule ca te donne aussi l'energie electrique en joule

divise par 3600 et ca te donne l'energie en wh

divise par 48v et ca te donne la quantité de courant en Ah

multiplie un peu pour tenir compte des rendement

[invitea2fbcca3]

divise par 3600 et ca te donne l'energie en wh

3'000Wh pendant 45minutes...

En divisant par 48V j'obtiens bien une capacité de 62,5A.h mais ce n'était pas vraiment ma question car ça je l'avais déjà compris et fait.
La question était, comment choisir la batterie correspondante...

Si je prends une batterie C5 de 62A.h ça ne suffira pas ou peut être que si... car, en effet, si elle est conçue pour tirer 62/5A pendant une heure, elle peut aussi permettre de tirer plus d'ampères pendant moins de temps n'est ce pas ?

Par exemple mon moteur va tirer de 0 à 208h en 45 minutes, de façon linéaire. au début la décharge sera lente, et à la fin elle sera très rapide.

Je ne sais pas si mes explications suffisent..

[harmoniciste]

je n'ai pas bien compris la moyenne de 83A sur 45 minutes...

Bonsoir,
Vous avez dit: 3000wh en 3/4h. Cela ferait 4000 wh en 1h et donc 4000 watts. Sous 48v, çà vous donne 83 A.
Une batterie C5 de 62 Ah serait très insuffisante. C5 signifie que les 62 Ah ne sont restitués qu'en plus de 5 heures ( Pour cela, le courant de décharge ne doit pas dépasser 62/5 = 12,4 A, alors qu'il est de de 83 A.
Pire, quand vous lui demanderez 208 A, la tension s'effondrera sans doute à moins de 30 volt.

[invite0324077b]

3'000Wh pendant 45minutes ???


3000Wh / 0.75h = 4000W

et la on peut dire 4000w pendant 0.75h ou 45mn ca fait 3000wh

4000w / 48v = 83 A si le moteur etait parfait

ce qui est agravant dans ton cas est que la puissance augmente a la fin : c'est quand la batterie commence a en avoir marre que tu lui demandera le plus

[invitea2fbcca3]

Merci pour vos messages,

Une batterie C5 de 62 Ah serait très insuffisante. C5 signifie que les 62 Ah ne sont restitués qu'en plus de 5 heures ( Pour cela, le courant de décharge ne doit pas dépasser 62/5 = 12,4 A, alors qu'il est de de 83 A.
Pire, quand vous lui demanderez 208 A, la tension s'effondrera sans doute à moins de 30 volt.

Je pensais qu'on pouvait théoriquement tirer du 24,8A en 2h30 ou du 62A pendant 1h sur une batterie 62A.h C5. Je ne savais pas que le courant max était limité de cette façon..
hum.... ça signifie donc je vais être obligé de prendre une batterie de capacité (C5) supérieure ou égale à 208A.h dans ce cas ?
ça va faire un sacré pack de batterie..

ce qui est agravant dans ton cas est que la puissance augmente a la fin : c'est quand la batterie commence a en avoir marre que tu lui demandera le plus

C'est juste :\
Ma foi, je n'ai pas trop le choix, c'est l'application qui veut ça car c'est à la fin qu'on a besoin du maximum de puissance..

Décidément une alimentation par batterie me semble vraiment compromise pour ce projet... merci encore pour vos réponses

[invite5f3df1f4]

re-bonjour Shain,
outre ma réponse par MP, As tu fait le bilan masse transportée, donc son inertie à l'accélération et masse des batteries, du moteur ...
celà peut influer sur le choix des batteries et amortir le prix élevé de batteries performantes, moins lourdes.
C'est le même problème que les lancements de satellites !
A suivre

C.R.

[invitea2fbcca3]

Bonjour robrico,
Non je n'ai pas fais ce bilan, c'est une machine statique
Je voulais des batteries parce que je ne veux pas être dépendant du réseau.
Ah oui, j'aurai pu préciser ça..

D'ailleurs, à propos du prix des batteries LiPo par rapport à celles au Plomb, quel est l'ordre de grandeur sur la différence de prix ?

Pouvez-vous me donnez des infos (si vous les avez) sur le rendement d'une solution génératrice-alternateur-moteur électrique (pas d'assistance au freinage). A votre avis est-ce que le rendement de cette solution est meilleur qu'un moteur thermique seul ?

[invite5f3df1f4]

bonsoir
On n'en sait pas assez pour des réponses toujours pertinentes.
Il doit y avoir de très nombreuses publications sur les coûts et performances comparées moteurs thermiques, batteries et leur gestion ... à l'occasion des véhicules hybrides
Fais une recherche par là, quoique la masse de la source d'énergie ne semble pas être prépondérante dans ton cas, mais tu es dans l'ordre de grandeur pour la puissance.
Il y a certainement aussi la gestion du moteur électrique en fonction du couple, de la vitesse et de la durée, pour les échanges thermiques
Il faut peut être une ventilation permanente ...
Bonne nuit
C.R.

[invite0324077b]

les batterie lithium sont largement plus chere qu'au plomb : si ton systeme est fixe le plomb est bien le meilleur

si ton systeme est fixe n'esite pas a mettre des batterie tres grosse : au moins elle dureront longtemps et auront un tres bon rendement

contrairement a ce qui est dit trop souvent il n'y a pas un rendement pour chaque type de batterie , plus une batterie est utilisé doucement plus son rendement est elevé

[invite5f3df1f4]

bonjour Chatelot
Tout'à fait d'accord

On verra en fonction de tout ce que Shain ne peut pas nous dire !


Bonne journée

C.R.

[invitea2fbcca3]

Bonjour

On n'en sait pas assez pour des réponses toujours pertinentes.

Je veux bien en dire davantage mais je ne sais pas ce qu'il peut manquer.

Si jamais, le système est fixe et est généralement soumis aux conditions extérieures.
Les batteries, ou le système d'alimentation doit etre suffisant pour effectuer un travail de 45min minimum et si possible 3 fois dans la même journée (journée = 7-8h de temps).
L'effort augmente durant le travail.

les batterie lithium sont largement plus chere qu'au plomb : si ton systeme est fixe le plomb est bien le meilleur

si ton systeme est fixe n'hesite pas a mettre des batteries tres grosses : au moins elle dureront longtemps et auront un tres bon rendement

Ok pour le prix des lithium, un fabricant m'avait dit environ 6 à 8 fois plus cher pour la meme capacité. Mais au niveau du coût sur la vie de la batterie c'est équivalent ? La batterie lithium n'a pas une durée de vie plus longue ? l'avantage des lithium n'est que le rapport poids capacité énergétique ?

Je veux bien mettre plus de batteries mais au dessus de 500kg de batteries ça va faire beaucoup :\

[invitea2fbcca3]

Ah, et que valent les batteries Ni-MH ?

(je voulais éditer le message mais c'était impossible..)

[invitea2fbcca3]

Désolé de recréer un message mais la fonction "édition" n'étant pas possible je suis obligé de "polluer" ce sujet...

chatelot16, tu as écrit dans cette discussion :

la conversion electronique pour moteur asynchrone marche bien , mais il est inutile de passer par du 220v : avec une baterie 24v il faut faire du triphasé a moins de 24v et le donner a un moteur asynchrone bobiné pour cette basse tension : c'est se qui se passe dans les voiture electrique de golf ou dans les chariot elevateurs recent : mais la aussi il n'y a rien de disponible dans le commerce

A ce propos quel est l'avantage d'un moteur triphasé en 24V par rapport à un moteur 400V comme on en trouve généralement ? La tension d'alimentation est en effet moins élevée mais il faut fournir un plus gros courant, donc plus de pertes et aussi c'est beaucoup plus dangereux n'est ce pas ?

De plus, est ce que ça revient vraiment moins cher d'avoir un moteur 48V 10kW qu'un moteur 400V 10kW au niveau des batteries ?

Autre question, à propos de l'alternateur, je ne connais pas bien le principe. En le faisant tourner à l'aide d'un moteur diesel (par exemple) on produit un courant. Mais pour alimenter le moteur électrique il faut un courant et une tension, comment générer cette tension (toujours dans le cas d'un système non dépendant du réseaux) ?

PS: pour les durées de vie des batteries, il y a un tableau très utile sur wikipédia. Apparement une batterie Pb demande moins de changements, donc c'est moins coûteux.

[invitea2fbcca3]

Comment comprenez vous les valeurs indiquées par Kokam pour leurs batteries ?
Ils disent qu'avec une batterie 40Ah 0.5C (??? jamais vu ça) ils peuvent fournir du 200A en continu... je dois mal comprendre..

[invite0324077b]

PS: pour les durées de vie des batteries, il y a un tableau très utile sur wikipédia. Apparement une batterie Pb demande moins de changements, donc c'est moins coûteux.

quelle horeur ...

j'ai un vieux livre d'electricité de alfred soulier qui explique comment gaston planté a cru electrolyser de l'eau avec des electrode en plomb , et que l'hydrogene et l'oxygene produit pouvait refaire de l'electricité , mais il a compris que ce n'etait pas une pile a combustible : l'energie restait a la surface du plomb

j'ai ecris cela dans wikipedia et ca a été massacré ...

pour avoir la vraie version originale , chercher sur galica.bnf.fr le vrai livre de gaston planté

[invite0324077b]

Désolé de recréer un message mais la fonction "édition" n'étant pas possible je suis obligé de "polluer" ce sujet...

chatelot16, tu as écrit dans cette discussion :

A ce propos quel est l'avantage d'un moteur triphasé en 24V par rapport à un moteur 400V comme on en trouve généralement ? La tension d'alimentation est en effet moins élevée mais il faut fournir un plus gros courant, donc plus de pertes et aussi c'est beaucoup plus dangereux n'est ce pas ?

De plus, est ce que ça revient vraiment moins cher d'avoir un moteur 48V 10kW qu'un moteur 400V 10kW au niveau des batteries ?

Autre question, à propos de l'alternateur, je ne connais pas bien le principe. En le faisant tourner à l'aide d'un moteur diesel (par exemple) on produit un courant. Mais pour alimenter le moteur électrique il faut un courant et une tension, comment générer cette tension (toujours dans le cas d'un système non dépendant du réseaux) ?

PS: pour les durées de vie des batteries, il y a un tableau très utile sur wikipédia. Apparement une batterie Pb demande moins de changements, donc c'est moins coûteux.

c'est simple : il suffit de 6 gros transistor mos pour decouper le 24v continu et faire du triphasé basse tension , pour un moteur bobiné pour

si tu veut faire du triphasé 380v il faut un premier decoupage , transformateur , et redresseur pour faire une forte tension , et ensuite un pont a 6 transistor pour faire le triphasé : ca n'est que plus compliqué

[invitea2fbcca3]

c'est simple : il suffit de 6 gros transistor mos pour decouper le 24v continu et faire du triphasé basse tension , pour un moteur bobiné pour

si tu veut faire du triphasé 380v il faut un premier decoupage , transformateur , et redresseur pour faire une forte tension , et ensuite un pont a 6 transistor pour faire le triphasé : ca n'est que plus compliqué

Ok merci

quelle horeur ...
(...)
j'ai ecris cela dans wikipedia et ca a été massacré ...

Désolé pour ton article.. ça fait partie des risques de wikipédia..

Comment comprenez vous les valeurs indiquées par Kokam pour leurs batteries ?
Ils disent qu'avec une batterie 40Ah 0.5C (??? jamais vu ça) ils peuvent fournir du 200A en continu... je dois mal comprendre..

Personne n'a d'infos là dessus ?

[harmoniciste]

Du point de vue capacité nécessaire, on a donc 83 A x 0,75 h = 62 Ah. Mais un accu au plomb ne peut être vidé en 3/4 h sans perte de capacité importante. Ma proposition (message #5) était donc de 415 Ah soit environ 28 accus d'auto courante (4 accus de 55 Ah en série reliés en 8 lignes parallèles). Cette solution ne produira que peu de perte par résistance interne. C'est lourd, c'est cher (remplacer tous les 2/3 ans). Si c'est pour une installation fixe, bien réfléchir si vous ne pouvez vraiment pas utiliser directement la puissance du réseau.