les li-po

16 Mai

          Les batteries Li-Po (Lithium Polymere) apparaissent timidement depuis 2006, dans le domaine de la voiture radoicommandée  alors que cette technologie est déjà bien présente sur les hélicoptères radiocommandés par exemple.

Les batteries de type « Lithium » ont une capacité poids/puissance beaucoup plus intéressante comparée aux batteries de type Ni-Cd (Cadmium Nickel) et Ni-MH (Nickel & métaux hybrides). Pour la même capacité, elles pèsent le tiers du poids d’un pack traditionnel.

         C’est pourquoi, cette technologie est clairement celle qui est embarqué dans les voitures radiocommandées de nos jours.

          Un autre aspect diffencie les Li-Po aux Ni-Mh ou Ni-Cd, c’est l’expression de la capacité, elle est notée en C (Coulomb, 1 C = 1A.s).

image: http://www.aliz.fr/boutique/images/T2951002C.jpg

Attention, ces batteries sont pratiques car de petite taille, mais il faut en prendre un soin particulier car les conséquences d’une mauvaise utilisation peuvent être catastrophique (risques d’explosion).

 

      a) Avantages

          Elles sont légères et offrent dans un volume faible une capacité importante. Elles ont un taux d’autodécharge de 10% par mois seulement, ce qui permet d’avoir des batteries chargées toujours prêtes à l’emploi (comme les batteries au plomb), contrairement aux piles rechargeables classiques (technologie Ni-MH).

      b) 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.
  • Elles sont chères !!!

      c) Disponibilité

           Ces batteries sont désormais disponibles facilement, que ce soit en éléments à l’unité pour composer ses propres packs ou sous forme de packs assemblés, avec des connecteurs standards.

          d) Précisions techniques et courbes caractéristiques

          Ce sont généralement des éléments de 4,2 volts au lieu des traditionnels éléments de 1,2 volts.

      Caractéristique chargement / déchargement

       En début de charge et durant toute la première phase de la charge, le courant est limité et la tension augmente petit à petit jusqu’à atteindre la tension régulée.

          A partir de là on atteint la deuxième phase dite de remplissage la tension reste parfaitement stable et alors le courant diminue.

          La charge est terminée lorsque le courant passe en dessous du seuil de 0,03C (1 Coulomb=1A*s). Il est alors impératif de couper la charge, car les accus au Lithium ne supportent absolument pas la surcharge.

      Courbe de capacité en fonction de la décharge

image: http://www.pobot.org/IMG/png/dia_capacites_decharges.png

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      Courbe de capacité en fonction de la température extérieure

image: http://www.pobot.org/IMG/png/dia_capacites_temperatures.png

PNG - 72.9 ko - next picture      Évolution de la capacité en fonction du nombre de cycle de charge/décharge

image: http://www.pobot.org/IMG/png/dia_capacite_cycles_charge.png

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      Capacité restituée en fonction du taux de charge

image: http://www.pobot.org/IMG/png/dia_capacite_taux_charge.png

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                   e) Quelques règles pour la charge

          Les règles de sécurité énoncées ci-dessous peuvent paraitre contraignantes, en fait elles sont valable pour tout type de batteries.

          Les batteries au NiCd sont peut être plus résistante aux mauvais traitements, mais elles n’en souffrent pas moins et leurs performances diminuent très vite. De nombreux accidents ont eu lieu avec ce type de batterie (NiCd), un modéliste a eu une main arrachée ! En effet sous certaines conditions, elles explosent comme des grenades ! Tandis que les lipos brulent (ce qui est déjà suffisamment dangereux) !

  • Avant toute recharge ou utilisation vérifier le voltage aux bornes du pack !!
  • Une fois la charge terminée ne jamais remettre en charge le pack pour les « gonfler à bloc » car dès les premiers instants le chargeur va envoyer un courant fort, ce qui risque de provoquer une surchauffe menant tous droit à une combustion.
  • Seuls les chargeurs spécifiquement étudiés pour la charge des batteries Lithium Polymère doivent être utilisés pour recharger ces types d’éléments.
  • Utiliser des connecteurs fiables pour éviter de mettre les éléments un court circuit sur une simple étourderie (les prises femelles sont recommandées pour les packs, les prises mâles pour les chargeurs).
  • Faire attention avec les chargeurs utilisant des fiches bananes. Toujours déconnecter les packs des cordons avant de faire une quelconque manipulation des fiches bananes connectées dans le chargeur. Il est vraiment très facile de provoquer un court circuit avec ces fiches qui sont mâles toutes les deux (la rouge et la noire).
  • Pour les meilleurs résultats il faut utiliser des chargeurs du type CC/CV (constant current / constant voltage). Ces chargeurs chargent à1C et 4.2v et diminuent le taux de charge vers la fin.

          Les éléments sont chargés à 90% en une heure et peuvent rester encore connectés de 40 a 50 minutes pour arriver à une charge vraiment complète. Le voltage de charge maximum autorisé par élément est de 4.25v. L’intensité maximale de charge est de 1C (ex : 700ma pour un élément 700 ma)

  • Ne jamais charger les Li-po à plus de 1C. Cela réduirait la durée de vie des éléments et apporte un gain de temps vraiment négligeable. Préférer les charges lentes.

image: http://www.flashrc.com/images/produits/791/BC8_1.jpg

          f) Précautions d’usage

          Beaucoup d’objets que nous utilisons dans la vie courante, auto, couteaux, etc… peuvent provoquer de sérieux dommages matériels et corporels s’il ne sont pas utilisés en respectant quelques règles élémentaires. Il en est de même pour les batteries Li-po qui peuvent s’avérer dangereuses si elles ne sont pas utilisées et manipulées correctement.

           Des systèmes de sécurité (circuits de contrôle) commencent à apparaitre. Ces systèmes sont intégrés au pack d’accus et préviennent la plupart des risques d’accident. Préférez ces types de packs.

          Soyez absolument certain que votre chargeur Li-po est correctement configuré pour la batterie que vous allez charger.

          Le voltage et l’intensité doivent être tous les deux corrects. Deux vérifications valent mieux qu’une. Une surcharge importante, c’est à coup sûr une destruction du pack et un risque de combustion. Vous devez charger vos batteries sur une surface à l’épreuve du feu, l’idéal serait une boîte en céramique ouverte vers le haut. Certains utilisent des jardinières rectangulaires en terre cuite, d’autres préfèrent leur cheminée. Pas de boîte en métal par pitié.

          Ne pas charger à proximité de matières inflammables, liquides ou solides, meubles en bois etc…

          Les éléments neufs ont une charge initiale élevée. Il faut toujours prendre soin que jamais des éléments puissent entrer en court circuit :

  • Stocker les éléments dans un endroit frais et sec
  • Ne pas mettre des éléments dans la poche (contact avec le trousseau de clefs par ex…), un sac ou ils pourraient entrer en court circuit avec d’autres objets
  • Ne pas stocker les éléments ’en vrac’
  • Ne pas placer les éléments sur des surfaces conductrices de courant : boite en métal, table métal etc…
  • Ne pas exposer les éléments à la chaleur (plage arrière de la voiture en plein soleil par exemple) Ne pas laisser les éléments ou pack à porté des enfants Faire attention à ce que les packs ne soient par perforés par des objets métalliques (stockage dans la boite à outil).

          Un pack abimé suite à un choc (crash) est potentiellement dangereux et peut prendre feu suite à un court circuit interne.

          Un pack abimé peu mettre plus de 10 minutes à prendre feu. Un pack en court-circuit – même très peu de temps – doit être mis sous surveillance car il peut mettre plus de 10 minutes à prendre feu après l’incident.

          Si de l’électrolyte des éléments se retrouve en contact avec votre peau, lavez abondamment avec du savon et de l’eau. Pour un contact avec les yeux, rincer abondamment à l’eau froide et voir un médecin immédiatement. Le batteries doivent être complètement déchargées avant d’être jetées (dans un conteneur aproprié). Une batterie non déchargée peu encore prendre feu après avoir été jetée. n’utiliser que des batteries conçues pour l’utilisation que vous en faites.

          La charge se fait à tension constante et courant limité. La particularité de la charge des accus au Lithium tient à deux choses primordiales.

  • Ils ne supportent pas la surcharge aussi faible soit elle et encore moins un léger court circuit.
  • Il faut respecter le niveau de la tension de charge sinon ça ne charge pas.

          Ceci fait que la fourchette entre la tension minimale de charge et la limite à ne pas dépasser sous peine de surcharge est très faible. Il faut donc que la tension de charge soit régulée très précisément. La technologies Li-po à une tension de charge de 4,2 Volts par élément.

          La tolérance aujourd’hui admise est de +/- 0,05V par élément. Le courant de charge doit être limité entre C/2 et 1C. Dans ces conditions respectées, la charge dure entre 2 et 3 heures.

          Certains chargeurs réputés charger les accus au Lithium en 1 heure, en fait ne chargent ceux-ci que partiellement. On n’atteint en 1 heure environ seulement 75% de la capacité de l’accu, quelque soit le courant, et il faut encore du temps pour atteindre la charge totale.

          Si on surcharge un accu au Lithium il produit de l’hydrogène. Il y a donc une surpression et un échauffement qui peuvent aller jusqu’à l’explosion de l’élément. Les packs souples Li-po sont sensibles, et même si ils n’explosent pas fort, ils s’enflamment très fortement ce qui peut causer de graves brulures.

Si vous détectez une élévation de la température, c’est anormal : Arrêtez tout.

      V. Conclusion

Après ce rapide tour d’horizon des batteries utilisées sur nos voitures radiocommandées, vous devriez être à même de déterminer quel type d’accus convient à votre utilisation.

RAPPEL : vérifier bien la compatibilité des chargeurs avec les batteries ainsi que la vitesse de chargement des accus ( voir notice du chargeur)

En savoir plus sur http://sparrowhawk-xxt.e-monsite.com/pages/technique/les-batteries.html#Gr5lBKX1DFrFOKQE.99

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