louis fourdan février 2006 wissous
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CONNAISSANCE DES LiPo. Louis FOURDAN février 2006 Wissous. LF. 2. Terminologie Pilenon rechargeable Accumulateurélément rechargeable Batteriegroupe d’accumulateurs En anglais : battery, pack, accumulator. LF. 3. Quatre chimies : Pb au plomb NiCd Cadmium-Nickel - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Louis FOURDAN
février 2006 Wissous
2LF
CONNAISSANCE DES LiPo
Terminologie
• Pile non rechargeable
• Accumulateur élément rechargeable
• Batterie groupe d’accumulateurs
En anglais : battery, pack, accumulator
3LF
Quatre chimies :
• Pb au plomb
• NiCd Cadmium-Nickel
• NiMH Nickel Metal Hydride
• LiPo Lithium-Polymère
4LF Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)
AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)
• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo = avenir assuré (Lithium abondant)
• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?
5LF
Chimie LiPo
6LF Co = cobalt C = carbone
A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger
• Entretien
• 7LF
Performances – spécifications
• Tension nominale 3.7 V par élément LiPo
• Capacité ampère-heure (Ah) C
• Capacité énergétique (Wh)
• Résistance interne (milliohm) • Température max
• Courant Imax de décharge continue (8C par ex.)
• Décharges pulsées (20C @ 10 s / 60 s par ex.)
• Auto-décharge (1%C par mois par ex.)
• Durée de vie en nombre de cycles (300 cycles par ex.)
8LF
Comparaison des chimies
~ Wh/kg perte%/mois
• Pb 35 1%
• NiCd 50 10%
• NiMH 60 30% !!!
• LiPo 150 1%
• µpile méthanol 320 ?
9LF Voir aussi le prix $ / Wh
Approvisionnement des LiPo
• 2 principaux pays producteurs Corée et Chine
• Kokam, Etec, Polyquest (Corée)
• Tronics, Huanyu, Amperex, Thunder Sky … (Chine)
• Beaucoup de revendeurs
• Emballage et connecteurs spécifiques
10LF
Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh 10C 8.7 $
HP CL 2100 mAh 16C 18.5 $
• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
11LF
Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C
2S 45.80 $
3S 67.8 $
4S 81.8 $
Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S 27.37 $
12LF
Hyperion
Lithium boîtier métal cylindrique( + robustes , charge 4.1 V, origine PRC)
1) Format 18650 (Ø 18, h 65 mm)
• 2000 mAh 5.2 $ (par 50) à 5.88 $
• 2200 mAh 7.85 $
• 2400 mAh 8.88 $
2) Format 18500 (Ø 18, h 50 mm)
• 1400 mAh 3.65 $ (gros AA)http://www.batteryspace.com (Ca, USA)
G-ion, Konion , Panasonic , PC portables…13LF
Charge des LiPo
Par alimentation stabilisée CV-CC
(CONRAD PS1503SB 60 €)
1) Régler la tension à 4.10 - 4.20 V par cellule
2S (8.4 V) 3S(12.6 V) 4S (16.8 V)
2) Régler l’intensité à 1C
exemple 1200 mAh régler à 1200 mA
3) Laisser 2 heures ou plus (aucun danger)
14LF
Charge des LiPoPar alimentation stabilisée CV-CC
La tension monte au plafond et l’intensité baisse d’elle même
On peut laisser 2 à 12 h sans problème
15LF
Equilibrage des packs LiPo
DANGER !!
• Si les éléments sont déséquilibrés
• (exemple 3S : 3.8V 3.9 V 3.0 V)
• Si l’on charge à 12.6 V
• Un élément « risque » de voir plus de 4.2 V
• Surveiller cet équilibrage à 0.1 V près
16LF
Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
17LF
Chargeurs LiPo
Schulze LiPoCard 79 € (dédié LiPo)
• 1S à 4S 4.1 ou 4.2 V équilibreur incorporé
• Courant 50 à 1850 mA
• Entrée 10.5 à 15 V
• Visu = 13 LEDs
18LF
Chargeurs LiPo
ALIGN KX850127A 52.4 $
• 1S à 4S 4.1 ou 4.2 V équilibreur incorporé
• Courant max 1000 mA
• Entrée 220 V 50 Hz
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Chargeurs LiPo
MGM-Com-ProBientôt disponible (équilibreur incorporé)
Thunder PowerTP-1010C chargeur 200 $
1 to 10S LiPo220 WConnexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S 100 $
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LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)
21LFWebsite http://electrofly.free.fr
Exemple 3S
Chargeurs LiPo
DANGERS
Se tromper de nombre d’éléments
Automatisme du nombre d’éléments en défaut
Si on dépasse 4.3 V à la charge ça peut exploser et prendre feu
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Utilisation des LiPo
• Propulsion (BEC ou opto)Option : assemblage de plusieurs packs3S2P = 3 cellules série, 2 packs en parallèle
• Emission 3S (10 à 12.6 V)3 éléments 1200 à 2400 mAh selon place
• Réception séparée 2S (6 à 8.4 V)Prévoir régulateur LIN ou PWM 5 à 6 V
23LF
Propulsion (BEC)assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)
24LF
Magister MPXhttp://bungymania.inexos.net
LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1CNe pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonctiondite « cut-off LiPo 2S ou 3S»Low Voltage Cutoff BehaviorIf the motor battery pack drops to the programmed cut-off voltage, the controller will reduce the motor speed or stop the motor, depending on the setting below, to ensure that there is enough power for the receiver and servos. You can resume full power by setting throttle to full stop for a moment and return to full throttle, but remember that it’s time to land your model! Soft Auto-Cut (reduce rpm): - _ - _ - _ - _ - _ (normal for sport models)Hard Auto-Cut (full stop): _ - _ - _ - _ - _ - (normal for gliders)
Il existe des « protecteurs cut-off LiPo» LVC, LipoShield
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Rx
V+ESC
FMA AVC-Air
LipoShield (ou LVC)Contrôleur low V cut-off (20 $)
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Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.
Reconnaissance automatique du nombre de LiPO en début de mission (visu / LEDS)
LiPo
ESC
Rx ESC
LiPo
Rx
Emission TxExemple d’une radio HITEC CRX Aggressor
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LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g
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Out = 5V 4A continu
50 A peak
In = LiPo 2S (6-8.4 V)
Filtrage des parasites
Réception RxRégulateurs à découpage DimensionEngineering
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Out = 5V 1.25A continu
In = LiPo 2S-8S (8-32 V)
Filtrage des parasites
Out = 6V 1.25A continu
Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)
30LF
6C
1C
2C
4C
Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste 1S 3S0% 3.00 95% 3.30 9.910% 3.60 10.820% 3.70 11.130% 3.75 11.2540% 3.79 11.3750% 3.83 11.4960% 3.87 11.6170% 3.92 11.7680% 3.97 11.9190% 4.10 12.3100% 4.20 12.6
31LF
Stockage LiPoDANGERS
Court-circuit par les connecteurs
Perforation de l’enveloppe
Connecteurs détrompés et protégés
Male(+)Femelle(-) ou Dean ou …
Male + bouchon isolant (gaine)
Gaines thermo rétractables
Standardisation perso.
Sac PE
Boite de rangement
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Montage des LiPo
Plaquette de montage Connecteur intermédiaire
Adaptateurs
33LF
Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-déchargeListe / étiquettes + Tableau EXCEL Test annuel de capacité restituée
34LF
CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC
Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 VRange 0-3 A + - 10 mA (12 bit) Range 3-40 A + - 45 mA0-5 volt + - 5 mV5-10 volt + - 10 mV10-48 volt + - 50 mVAuto voltage shut off @ end of testAuto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPoDimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm Weight: 454 g
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CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software
FIN36LF
DOCUMENTATION
• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/
Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphiteCathode: Lithium oxide + metalElectrolyte: LiPF6 (HexaFluoroPhosphate de Lithium)
Applications: Laptops, cellular phones, electric vehicles
Lithium batteries that use lithium metal have safety disadvantages when used as secondary (rechargeable) energy sources. For this reason a series of cell chemistries have been developed using lithium compounds instead of lithium metal. These are called generically Lithium ion Batteries. Cathodes consist of a layered crystal (graphite) into which the lithium is intercalated. Experimental cells have also used lithiated metal oxide such as LiCoO2, LiNi0.3Co0.7O2, LiNiO2, LiV2O5, LiV6O13, LiMn4O9, LiMn2O4, LiNiO0.2CoO2.
(Li = Lithium, Co = Cobalt, Mn = Manganese, V = Vanadium)Electrolytes are usually LiPF6, although this has a problem with aluminium corrosion, and so alternatives are being sought.
One such is LiBF4. The electrolyte in current production batteries is liquid, and uses an organic solvent.
Membranes are necessary to separate the electrons from the ions. Currently the batteries in wide use have micro porous polyethylene membranes.
Source : http://www.powerstream.com/
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