FAQ batteries Lithium
Publié : 16 déc. 2014, 15:28
Puisque les questions semblent revenir, et que les sources d'infos sont parfois contradictoires, je vais tenter de recenser ici les points importants ( libre aux admins de garder ou de jeter le post )
Les types de batteries principalement utilisées en modélisme RC
Mise en garde:
- une batterie au lithium peut prendre feu, si elle est fortement surchargée, si elle est transpercée par un objet métallique, si sa température dépasse 60°ou si elle est mise en court circuit, notez cependant que le feu est le plus souvent démarré a côté de la batterie par un autre objet ( contrôleur prenant feu et le propageant a la batterie par exemple )
- ne jamais recharger une batterie détériorée physiquement, ou gonflée façon ballon
- toujours charger sous surveillance
- toujours disposer les batteries sur une surface inifuge, ou dans un container spécialement dédié ( sac souple, malette spéciale etc )
- ne jamais charger a plus de 4.2 volt / élément ( LiPo/ LiIo ) 4.1 volts / élément ( LiIo ) 3.7 volt / élément ( LiFe )
- ne jamais décharger en dessous de 3 volt / élément ( LiPo / LiIo ) 2.5 volts / élément ( LiFe )
- toujours utiliser un chargeur / programme de charge adapté aux batteries mises en charge
- utiliser autant que possible un équilibreur
- toujours bien sélectionner le type de batterie en adéquation avec la motorisation employée
- ne jamais percer une batterie avec une aiguille en vue d"e la dégonfler, ne jamais non plus effectuer cette opération préventivement.
les mentions en vert, sont destinées aux utilisateurs "avancés"
LiIo
Batteries Lithium-Ions, tension nominale 3.6 ou 3.7 volts, très proches en fonctionnement des LiPo, mais généralement les éléments sont cylindriques, ce qui est leur seul réel avantage, puisque en fait ces batteries ont un "hardcase" naturel, elles ont cependant un poids plus élevé que les LiPo a capacité égale, ainsi qu'une résistance interne plus élevée. Ces batteries ont fait les beaux jours des amateurs de voitures 1/18 ( Konions ) et MiniZ ( atomic )
Tension nominale : 3.6 ( 3.7 ) V / élément
Plafond de charge : 4.1 ( 4.2 ) V /élément (+-0.05V)
Seuil de décharge: 3.0 V / élément ( dommages irréversibles sous 2.5 V / élément )
LiFe:
Batteries Lithium Fer, tension nominale 3.3 volts, meilleure résistance aux chocs et aux mauvais traitements que les LiPo, mais performances légèrement moindres a volume et poids égal, d'une part a cause du voltage un peu plus faible, de la plus basse capacité pour un même poids/encombrement et d'autre part a cause de la résistance interne plus élevée.
Ces batteries se trouvent soit sous forme cylindrique ( comme les NiCd et NiMh ) tels que les "A123" ou plates en soft case ( packs graupner pour TX et RX ) ou hardcase ( packs Tamiya )
Tension nominale : 3.3 V / cellule
Plafond de charge : 3.7 V /élément (+-0.05V)
Seuil de décharge : 2.5 V / élément
LiPo:
Batteries Lithium Polymer, tension nominale 3.7 volts, un peu plus délicates donc que les LiFe, mais au top niveau performances par rapport a tout autre type de batterie, ces batteries de format plat, se retrouvent en packs "softcase" ou "hardcase"
Tension nominale : 3.7) V / élément
Plafond de charge : 4.2 V /élément (+-0.05V)
Seuil de décharge: 3.0 V / élément ( dommages irréversibles sous 2.5 V / élément )
Lire les infos:
( basé sur les batteries LiPo, les tensions seront différentes en fonction du type de batterie bien entendu )
sur une batterie on devrait retrouver les infos suivantes:
Voltage: 3.7, 7.4, 11.1 etc, un élément LiPo a une tension nominale de 3.7 volts, donc, le voltage nominal de la batterie est un multiple de 3.7
Nombre d'éléments en série: 2S = 2 éléments en série ( 7.4v ), 3S = 3 éléments en série 11.1v ), etc ...
Nombre d'éléments en parallèle: 2P = 2 éléments en parallèle, 3P = 3 éléments en parallèle, etc ... on verra par exemple indiqué sur une batterie LiPo 7.4v 2S3P 3300 mAh ce qui signifie en clair que 3 éléments de 1100 mAh sont mis en parallèle pour donner 3300 mAh de capacité, et que deux blocs identiques de 3 éléments montés en parallèle sont assemblés en série pour donner 7.4 volts. ( a ma connaissance, en dehors des packs 3.7 volts, ce procédé est fort peu employé en voiture )
Capacité: exprimée en milliampères heure ou en ampères heure: 2.2 ampères ou Ah= 2200mAh, etc ...
Capacité de décharge continue ( ou courant de décharge continu ): exprimée en "C" ou "Capacité de batterie" exemple 20C sur une batterie 4 Ah ( 4000 mAh ) = 4 x 20 = 80 ampères de capacité de décharge
Capacité de décharge sur une courte durée ( 10 a 30 secondes selon la méthode de mesure propre a la marque ): indiquée comme "burst" généralement 1.5 a 2x plus élevée que la décharge continue
Capacité de décharge en "Peak" ( rarement indiquée, car peu utile ): durée de 2 secondes maximum, généralement 3 a 4 fois supérieure a la décharge continue.
donc, pour résumer:
un pack indiqué 7.4v 2200 20C-40C ou 2S 2.2 20-40C est un pack de 2.2 ampères heure de capacité, composé de 2 éléments mis en série, supportant un courant constant de décharge de 44 ampères heure, et 88 ampères heure pendant une courte période allant de 10 a 30 secondes.
Conseils d'utilisation " pour une batterie qui dure dans le temps "
Première utilisation d'une batterie LiPo:
- toujours charger a 1c avec un équilibreur
- toujours sous employer la batterie a la première utilisation, par exemple, ne pas dépasser 30C sur une batterie 40C ( en mettant un rapport plus court par exemple, ou en roulant sur une surface peu énergivore sans accélérations brutales )
- stopper l'utilisation a 70% de la décharge totale. ( 3.75 v par élément )*
Utilisations suivantes:
- Idéalement ne pas dépasser 1C a la charge
- Ne pas hésiter a pré chauffer la batterie avant utilisation, des températures de 30 a 40° semblent idéales ( au plus la batterie est fortement sollicitée, au plus il est important que la batterie ait une température supérieure a 25° pour un softcase, 30° pour un hardcase )
Avis aux jeunes parents, un chauffe biberon souple sur 12 volts c'est pas mal pour tenir les niMh et LiPo au chaud en hiver...
- Ne jamais décharger plus de 80% de la batterie ( 3.7 volt / élément )*
- Stocker la batterie dans un endroit frais, rechargée vers 3.8-3.9 volt /élément surtout pas plus ! en été ne pas hésiter a stocker les batteries dans une glacière.
* remarque: ces valeurs de voltage sont des valeurs par élément, au repos après utilisation, ce qui correspond pour une décharge a 80% a un cutoff aux environs de 3.4 volts, cependant, en fonction du courant de décharge réellement appliqué sur un modèle bien précis, ce réglage de cutoff peut fluctuer de 3.1 a 3.6 volt/ élément par sécurité, tablez sur 3.4 volt / élément, si a la recharge vous mettez plus ou moins de 80% de la capacité indiquée dans la batterie, ajustez le voltage en fonction
Si une batterie gonfle:
Direction le recyclage ! ( poubelle a batteries )
Les causes possibles:
si tous les éléments sont touchés:
- batterie stockée trop longtemps a pleine charge/ pleine décharge
- batterie sur employée, soit vous avez dépassé les specs, soit vous avez acheté une batterie moins performante qu'annoncée, soit vous tirez trop d'une batterie trop froide ( cas fréquent en hiver )
Si un seul élément est touché, vérifiez la prise d'équilibrage, a priori, un élément a un mauvais contact a ce niveau et ne s'équilibre pas correctement
si 1 seul élément est touché, et que c'est lié a un problème d'équilibrage, et, si c'est un léger gonflement, équilibrage, et stockage 6 a 12 heures au frigo, 80% de chances de récupérer une batterie nickel, si lors d'une utilisation ultérieure, la batterie a de nouveau tendance a gonfler, ou si le gonflement ne se résorbe pas, direction le recyclage.
Si une batterie refuse de charger
Vérifiez les paramètres du chargeur, vérifiez les connections, vérifiez le message d'erreur éventuellement affiché sur le chargeur, a défaut de trouver la solution, recyclez la batterie.
Si une batterie est a moins de 3 volts / élément et que le chargeur refuse de lancer le programme de charge:
se poser les bonnes questions, a priori, si le voltage est passé sous les 3 volts mais au dessus des 2,5 volts, il n'y a aucun risque ni danger, la batterie n'est pas déteriorée, le chargeur utilise simplement des valeurs trop "conservatrices" si le voltage est plus bas que 2,5 volts, tout est une question de temps, un stockage de plusieurs jours a moins de 2,5 volts entraine une dégradation irrémédiable, si le temps se compte en heures, la suite peut être tentée:
pour une batterie 2S ( 7,4 volts ) pour tout autre voltage, même chose mais en adaptant le réglage du chargeur.
Le programme de charge Plomb et Lixx diffère très peu, donc... mettez votre chargeur en mode Pb ( plomb ) avec un voltage de 6 volts et un courant assez faible ( de 0.2 a 0.5 C ); lancez la charge sous surveillance, si tout se passe bien, a 6 volts le chargeur va se couper, reprenez l'opération en réglant le chargeur sur 8 volts, dès que le voltage de la batterie a atteint 7 volts, coupez la charge et reprenez une charge en mode lipo a 0.5C, tout devrait se passer a merveille.
Neutraliser une batterie LiPo
- remplir un seau en plastique avec de l'eau froide du robinet
- ajouter 1/2 kg de sel
- mettre la batterie dans l'eau salée
- si elle n'est pas a 0 volt, la percer de part en part ( j'utilise une corde a piano de 3mm taillée en pointe ) faites attention, ne mettez pas vos mains dans l'eau en perçant la batterie
- le lendemain, sortez la batterie de l'eau, et déposez la dans un centre de collecte.
La prise d'équilibrage
Ce shema trouvé sur le net donne une bonne idée de câblage de la prise d'équilibrage, et vous aide a comprendre comment mesurer avec un multimètre la tension de chaque élément. Accessoirement cela vous indique aussi comment refaire un câblage détérioré, ou installer une prise d'équilibrage sur une batterie que vous auriez assemblée vous même
Matériel Utile ( photos "génériques", juste pour illustrer le propos, absolument pas pour orienter un choix éventuel )
- Chargeur adapté aux batteries que vous souhaitez charger
il existe des modèles basiques:
ou plus évolués...
LA gamme de prix va aller de moins de 20 euros pour un modèle ultra basique, a plus de 150 euros pour un modèle sophistiqué, généralement on trouve de bons produits dans une gamme de prix allant de 35 a 80 euros
si le chargeur n'a pas de port d'équilibrage ( ils se font rares en neuf ) , un équilibreur séparé, il existe une variété de produits, les moins chers sont des petites platines qui déchargent les éléments dont le voltage est le plus élevé sur de petites résistances, leur coût est généralement inférieur a 15€
il existe également des équilibreurs plus complets avec afficheur digital, qui permettent de voir l'état de charge de la batterie et de chaque élément indépendamment
- un container inifuge pour la charge et le stockage:
il existe des versions souples généralement bon marché:
et des mallettes nettement plus coûteuses:
Pour le préchauffage des batteries, vous pouvez utiliser un chauffe biberon de voyage:
in système dérivé d'un set de couvertures chauffantes pour 1/10 ou 1/8:
une mallette prévue pour:
Les types de batteries principalement utilisées en modélisme RC
Mise en garde:
- une batterie au lithium peut prendre feu, si elle est fortement surchargée, si elle est transpercée par un objet métallique, si sa température dépasse 60°ou si elle est mise en court circuit, notez cependant que le feu est le plus souvent démarré a côté de la batterie par un autre objet ( contrôleur prenant feu et le propageant a la batterie par exemple )
- ne jamais recharger une batterie détériorée physiquement, ou gonflée façon ballon
- toujours charger sous surveillance
- toujours disposer les batteries sur une surface inifuge, ou dans un container spécialement dédié ( sac souple, malette spéciale etc )
- ne jamais charger a plus de 4.2 volt / élément ( LiPo/ LiIo ) 4.1 volts / élément ( LiIo ) 3.7 volt / élément ( LiFe )
- ne jamais décharger en dessous de 3 volt / élément ( LiPo / LiIo ) 2.5 volts / élément ( LiFe )
- toujours utiliser un chargeur / programme de charge adapté aux batteries mises en charge
- utiliser autant que possible un équilibreur
- toujours bien sélectionner le type de batterie en adéquation avec la motorisation employée
- ne jamais percer une batterie avec une aiguille en vue d"e la dégonfler, ne jamais non plus effectuer cette opération préventivement.
les mentions en vert, sont destinées aux utilisateurs "avancés"
LiIo
Batteries Lithium-Ions, tension nominale 3.6 ou 3.7 volts, très proches en fonctionnement des LiPo, mais généralement les éléments sont cylindriques, ce qui est leur seul réel avantage, puisque en fait ces batteries ont un "hardcase" naturel, elles ont cependant un poids plus élevé que les LiPo a capacité égale, ainsi qu'une résistance interne plus élevée. Ces batteries ont fait les beaux jours des amateurs de voitures 1/18 ( Konions ) et MiniZ ( atomic )
Tension nominale : 3.6 ( 3.7 ) V / élément
Plafond de charge : 4.1 ( 4.2 ) V /élément (+-0.05V)
Seuil de décharge: 3.0 V / élément ( dommages irréversibles sous 2.5 V / élément )
LiFe:
Batteries Lithium Fer, tension nominale 3.3 volts, meilleure résistance aux chocs et aux mauvais traitements que les LiPo, mais performances légèrement moindres a volume et poids égal, d'une part a cause du voltage un peu plus faible, de la plus basse capacité pour un même poids/encombrement et d'autre part a cause de la résistance interne plus élevée.
Ces batteries se trouvent soit sous forme cylindrique ( comme les NiCd et NiMh ) tels que les "A123" ou plates en soft case ( packs graupner pour TX et RX ) ou hardcase ( packs Tamiya )
Tension nominale : 3.3 V / cellule
Plafond de charge : 3.7 V /élément (+-0.05V)
Seuil de décharge : 2.5 V / élément
LiPo:
Batteries Lithium Polymer, tension nominale 3.7 volts, un peu plus délicates donc que les LiFe, mais au top niveau performances par rapport a tout autre type de batterie, ces batteries de format plat, se retrouvent en packs "softcase" ou "hardcase"
Tension nominale : 3.7) V / élément
Plafond de charge : 4.2 V /élément (+-0.05V)
Seuil de décharge: 3.0 V / élément ( dommages irréversibles sous 2.5 V / élément )
Lire les infos:
( basé sur les batteries LiPo, les tensions seront différentes en fonction du type de batterie bien entendu )
sur une batterie on devrait retrouver les infos suivantes:
Voltage: 3.7, 7.4, 11.1 etc, un élément LiPo a une tension nominale de 3.7 volts, donc, le voltage nominal de la batterie est un multiple de 3.7
Nombre d'éléments en série: 2S = 2 éléments en série ( 7.4v ), 3S = 3 éléments en série 11.1v ), etc ...
Nombre d'éléments en parallèle: 2P = 2 éléments en parallèle, 3P = 3 éléments en parallèle, etc ... on verra par exemple indiqué sur une batterie LiPo 7.4v 2S3P 3300 mAh ce qui signifie en clair que 3 éléments de 1100 mAh sont mis en parallèle pour donner 3300 mAh de capacité, et que deux blocs identiques de 3 éléments montés en parallèle sont assemblés en série pour donner 7.4 volts. ( a ma connaissance, en dehors des packs 3.7 volts, ce procédé est fort peu employé en voiture )
Capacité: exprimée en milliampères heure ou en ampères heure: 2.2 ampères ou Ah= 2200mAh, etc ...
Capacité de décharge continue ( ou courant de décharge continu ): exprimée en "C" ou "Capacité de batterie" exemple 20C sur une batterie 4 Ah ( 4000 mAh ) = 4 x 20 = 80 ampères de capacité de décharge
Capacité de décharge sur une courte durée ( 10 a 30 secondes selon la méthode de mesure propre a la marque ): indiquée comme "burst" généralement 1.5 a 2x plus élevée que la décharge continue
Capacité de décharge en "Peak" ( rarement indiquée, car peu utile ): durée de 2 secondes maximum, généralement 3 a 4 fois supérieure a la décharge continue.
donc, pour résumer:
un pack indiqué 7.4v 2200 20C-40C ou 2S 2.2 20-40C est un pack de 2.2 ampères heure de capacité, composé de 2 éléments mis en série, supportant un courant constant de décharge de 44 ampères heure, et 88 ampères heure pendant une courte période allant de 10 a 30 secondes.
Conseils d'utilisation " pour une batterie qui dure dans le temps "
Première utilisation d'une batterie LiPo:
- toujours charger a 1c avec un équilibreur
- toujours sous employer la batterie a la première utilisation, par exemple, ne pas dépasser 30C sur une batterie 40C ( en mettant un rapport plus court par exemple, ou en roulant sur une surface peu énergivore sans accélérations brutales )
- stopper l'utilisation a 70% de la décharge totale. ( 3.75 v par élément )*
Utilisations suivantes:
- Idéalement ne pas dépasser 1C a la charge
- Ne pas hésiter a pré chauffer la batterie avant utilisation, des températures de 30 a 40° semblent idéales ( au plus la batterie est fortement sollicitée, au plus il est important que la batterie ait une température supérieure a 25° pour un softcase, 30° pour un hardcase )
Avis aux jeunes parents, un chauffe biberon souple sur 12 volts c'est pas mal pour tenir les niMh et LiPo au chaud en hiver...
- Ne jamais décharger plus de 80% de la batterie ( 3.7 volt / élément )*
- Stocker la batterie dans un endroit frais, rechargée vers 3.8-3.9 volt /élément surtout pas plus ! en été ne pas hésiter a stocker les batteries dans une glacière.
* remarque: ces valeurs de voltage sont des valeurs par élément, au repos après utilisation, ce qui correspond pour une décharge a 80% a un cutoff aux environs de 3.4 volts, cependant, en fonction du courant de décharge réellement appliqué sur un modèle bien précis, ce réglage de cutoff peut fluctuer de 3.1 a 3.6 volt/ élément par sécurité, tablez sur 3.4 volt / élément, si a la recharge vous mettez plus ou moins de 80% de la capacité indiquée dans la batterie, ajustez le voltage en fonction
Si une batterie gonfle:
Direction le recyclage ! ( poubelle a batteries )
Les causes possibles:
si tous les éléments sont touchés:
- batterie stockée trop longtemps a pleine charge/ pleine décharge
- batterie sur employée, soit vous avez dépassé les specs, soit vous avez acheté une batterie moins performante qu'annoncée, soit vous tirez trop d'une batterie trop froide ( cas fréquent en hiver )
Si un seul élément est touché, vérifiez la prise d'équilibrage, a priori, un élément a un mauvais contact a ce niveau et ne s'équilibre pas correctement
si 1 seul élément est touché, et que c'est lié a un problème d'équilibrage, et, si c'est un léger gonflement, équilibrage, et stockage 6 a 12 heures au frigo, 80% de chances de récupérer une batterie nickel, si lors d'une utilisation ultérieure, la batterie a de nouveau tendance a gonfler, ou si le gonflement ne se résorbe pas, direction le recyclage.
Si une batterie refuse de charger
Vérifiez les paramètres du chargeur, vérifiez les connections, vérifiez le message d'erreur éventuellement affiché sur le chargeur, a défaut de trouver la solution, recyclez la batterie.
Si une batterie est a moins de 3 volts / élément et que le chargeur refuse de lancer le programme de charge:
se poser les bonnes questions, a priori, si le voltage est passé sous les 3 volts mais au dessus des 2,5 volts, il n'y a aucun risque ni danger, la batterie n'est pas déteriorée, le chargeur utilise simplement des valeurs trop "conservatrices" si le voltage est plus bas que 2,5 volts, tout est une question de temps, un stockage de plusieurs jours a moins de 2,5 volts entraine une dégradation irrémédiable, si le temps se compte en heures, la suite peut être tentée:
pour une batterie 2S ( 7,4 volts ) pour tout autre voltage, même chose mais en adaptant le réglage du chargeur.
Le programme de charge Plomb et Lixx diffère très peu, donc... mettez votre chargeur en mode Pb ( plomb ) avec un voltage de 6 volts et un courant assez faible ( de 0.2 a 0.5 C ); lancez la charge sous surveillance, si tout se passe bien, a 6 volts le chargeur va se couper, reprenez l'opération en réglant le chargeur sur 8 volts, dès que le voltage de la batterie a atteint 7 volts, coupez la charge et reprenez une charge en mode lipo a 0.5C, tout devrait se passer a merveille.
Neutraliser une batterie LiPo
- remplir un seau en plastique avec de l'eau froide du robinet
- ajouter 1/2 kg de sel
- mettre la batterie dans l'eau salée
- si elle n'est pas a 0 volt, la percer de part en part ( j'utilise une corde a piano de 3mm taillée en pointe ) faites attention, ne mettez pas vos mains dans l'eau en perçant la batterie
- le lendemain, sortez la batterie de l'eau, et déposez la dans un centre de collecte.
La prise d'équilibrage
Ce shema trouvé sur le net donne une bonne idée de câblage de la prise d'équilibrage, et vous aide a comprendre comment mesurer avec un multimètre la tension de chaque élément. Accessoirement cela vous indique aussi comment refaire un câblage détérioré, ou installer une prise d'équilibrage sur une batterie que vous auriez assemblée vous même
Matériel Utile ( photos "génériques", juste pour illustrer le propos, absolument pas pour orienter un choix éventuel )
- Chargeur adapté aux batteries que vous souhaitez charger
il existe des modèles basiques:
ou plus évolués...
LA gamme de prix va aller de moins de 20 euros pour un modèle ultra basique, a plus de 150 euros pour un modèle sophistiqué, généralement on trouve de bons produits dans une gamme de prix allant de 35 a 80 euros
si le chargeur n'a pas de port d'équilibrage ( ils se font rares en neuf ) , un équilibreur séparé, il existe une variété de produits, les moins chers sont des petites platines qui déchargent les éléments dont le voltage est le plus élevé sur de petites résistances, leur coût est généralement inférieur a 15€
il existe également des équilibreurs plus complets avec afficheur digital, qui permettent de voir l'état de charge de la batterie et de chaque élément indépendamment
- un container inifuge pour la charge et le stockage:
il existe des versions souples généralement bon marché:
et des mallettes nettement plus coûteuses:
Pour le préchauffage des batteries, vous pouvez utiliser un chauffe biberon de voyage:
in système dérivé d'un set de couvertures chauffantes pour 1/10 ou 1/8:
une mallette prévue pour:
