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Batteries A123 - Courbes de décharges et utilisation



Nous l'avons dit plus haut, ces éléments M1 possèdent une chimie différente des autres batteries à base de lithium. Notamment, leur tension à vide est de 3.6V (pour rappel, les lipos possèdent une tension de 4.2V à vide).

Au sujet de la charge, ces éléments NE PEUVENT PAS etre chargés avec un programme LiPo. Il est nécessaire de les charger une à tension constante de 3.6V/élément. Pour celà, 2 alternatives :
- soit avoir un chargeur capable de gérer nativement les LiFePO ou bien autorisant le réglage de tension (comme l'Orbit version > 6.52)
-soit utiliser un adaptateur comme celui commercialisé par la société SLK electronics (http://slkelectronics.com/lipodapter/index.htm).

Voici les courbes de décharges fournies par la société A123 :

courbesA123.jpg

Nous notons en particulier sur les courbes en haut à droite que la tension chute d'environ 0.8V entre une décharge de 1A et une décharge de 40A. Avec 10 éléments en série, (10S) ce sont donc 8V qui seront "perdus". Ce point est important car sa connaissance permettra de déterminer le bon nombre d'élément en fonction de la consomation attendue.

Comme ce sont des données constructeur auquelles nous sommes habitués à se méfier, rien ne vaut de vraies mesures pour connaitre précisemment cette chute de tension en fonction de la consomation.
Je me dois de remercier les auteurs de toutes les courbes glanées sur le net et reproduites ci dessous

A123_testes.jpg

Ce premier graphe montre clairement la chute de tension en fonction de l'ampérage et de la température. Force est de constater que les données annoncées correspondent (grosso modo, vu l'échelle de celles fournies par le constructeur...)
Un autre point à noter est la linéarité de décharge est très correcte: celà assure des performances quasiment constantes sur 90% de la décharge.

décharge_60A.jpg

La courbe ci dessus montre la tenue des éléments sur différente décharge successives à 60A. Au delà du fait d'être rassuré sur la capacité de ces éléments à fournir 60A, la chute de tension est importante, puisqu'autour de 1.2V. Tirer 60A sur ces éléments sera donc une limite vraiment haute. Dans la pratique, il ne faudra pas dépasser 45 à 50A pour assurer une tension d'au moins 2.5V aux bornes d'un élément. Au delà, il vaudra sans doute mieux passer en 2P.

On peut extrapoler la chute de tension en fonction de la consomation :

ChuteVvsA.jpg

Cette courbe permet de se faire une idée de la chute de tension en fonction du courant de décharge, et donc de choisir le bon nombre d'éléments suivant la consomation attendue.

Un autre point interessant sur ces courbes, est de constater que la tension remonte légèrement en fin de décharge. Par ailleurs, il semble que ces accus se bonifient au bout de quelques cycles, en offrant une tension légèrement supérieure à celle des premières décharges. Cela correspond en fait à une diminution de la résistance interne de l'accu. Bref, ces accus se rodent ! Ce phénomène est bien visible sur les courbes de décharge à 37A ci dessous

décharge_37A.jpg

Mais maintenant, comment dimensionner son pack pour un modèle?
Comme il a été vu, du fait de la chute de tension plus ou moins importante en fonction de la consomation, il est nécessaire de savoir combien d'ampères vont être tirés de ces pack afin de déterminer le bon nombre d'élément suivant la puissance à fournir.

Pour cela, on peut utiliser Calmelec, mais aussi Drive Calculator, qui offre la possibilité de créer ses propres batteries, dans le menu "Edit" -> "Battery"

DC_cfgA123.jpg

Sur mon ventus 2ax de 4kg motorisé sous 5S A123 avec un hacker B40-12L et une hélice repliable 15x8, Drive calculator montre que la conso attendue est d'environ 38A :

DC_ventus.jpg

La théorie, c'est bien joli, mais rien ne vaut une vraie mesure :

IMG_0810.jpg

Cela correspond assez bien, d'autant plus que le pack n'était pas "fraîchement" chargé et qu'il s'agissait des premiers tours d'hélices pour ce pack lors de cette mesure. Même si la tension correspond parfaitement à la simulation avec 13.22V (Drive Calc est remarquable de justesse), il manque environ 2A par rapport à la simulation. Là encore, je ne me fais pas de souci, lorsque ce pack sera rodé et surtout fraichement chargé, il sera capable de libérer bien plus d 'A !

MAJ 26-03-2007:
Dans cette config, et avec un pack d'accus 5S A123 sortant juste de charge, ce sont en fait 600 à 650W qui sont fournis jusqu'a la fin ! La simulation nécessite donc quelques ajustements.
En revanche, attention à la chute de tension en fin de décharge : elle est brutale et immédiate.







Date de création : 20/03/2007 @ 16:03
Dernière modification : 07/05/2007 @ 17:02
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