Vocabulaire électrique 1/21 Connaissances de base Ce chapitre traite des paramètres électriques se rapportant aux batteries en général et aux LiPo en particulier. Abordé sous forme d’un vocabulaire illustré par des schémas, il est à la base des connaissances nécessaires à la bonne compréhension de leur principe d’utilisation. Mots clés : Potentiel, vitesse, durée FEM, puissance, quantité, énergie électriques embarquées « capacité (C) », autonomie intensité limite de décharge (NC), intensité maximum de charge (nC) Parallélépipède de l’énergie embarquée

Vocabulaire électrique 2/21 Quelques mots sur l’énergie à fournir pour exécuter un travail force Une dénivelée, un flux (*) d’eau et une durée durée vitesse Le moulin à eau dénivelée = hauteur d’eau = pression = F/S (*) le flux est un débit rapportée à l’unité de surface. En l’occurrence, le débit est ici une vitesse d’écoulement d’eau

Vocabulaire électrique 3/21 Quelques mots sur l’énergie à fournir pour exécuter un travail force Une dénivelée, un flux (*) d’eau et une durée quantité d’eau consommée : Q = vitesse x durée durée vitesse Le moulin à eau à faible vitesse pour moudre lentement Traduction 2D aussi vite que possible, pour moudre rapidement (*) le flux est un débit rapportée à l’unité de surface. En l’occurrence, le débit est ici une vitesse d’écoulement d’eau

Vocabulaire électrique 4/21 Sur la chaîne de propulsion électrique d’un modèle travail de propulsion récepteur contrôleur servos moteur potentiel plus autres équipements électriques éventuels + accu durée vitesse - chaîne électrique

Vocabulaire électrique FEM (V) chimie Vocabulaire électrique 5/21 Sur la chaîne de propulsion électrique d’un modèle travail de propulsion récepteur contrôleur servos moteur potentiel "tension" FEM (*) chimie intensité électrique de décharge plus autres équipements électriques éventuels + accu durée autonomie (électrique) vitesse de décharge I (A) FEM - voltmètre chaîne électrique (*) FEM : force électromotrice, « tension », « voltage »

Vocabulaire électrique 6/21 Sur la chaîne de propulsion électrique d’un modèle travail de propulsion puissance requise moteur potentiel "tension" FEM (*) chimie A ampèremètre + accu durée autonomie (électrique) vitesse de décharge I (A) FEM - voltmètre chaîne électrique (*) FEM : force électromotrice, « tension », « voltage »

Vocabulaire électrique acquisition de données 7/21 Sur la chaîne de propulsion électrique d’un modèle travail de propulsion FEM (V) puissance requise moteur P (watt) acquisition de données vs. bon sens gratuit ! A ampèremètre + I (A) intensité moyenne accu FEM durée vitesse - voltmètre La propulsion électrique en 3D (vitesse constante) chaîne électrique

Vocabulaire électrique 8/21 Sur la chaîne de propulsion électrique d’un modèle travail de propulsion FEM (V) puissance requise moteur P (watt) A ampèremètre + I (A) intensité moyenne accu t FEM Q (Ah) durée vitesse - voltmètre Q : quantité d’électricité chronomètre

Vocabulaire électrique 9/21 Le parallélépipède de l’énergie embarquée travail de propulsion FEM (V) puissance requise énergie embarquée (Wh) moteur P (watt) A ampèremètre + I (A) intensité moyenne accu t Q (Ah) FEM durée - voltmètre Un atelier pratique dédié au dimensionnement électrique

Vocabulaire électrique 10/21 Sur la puissance électrique d’une motorisation forte puissance pour la propulsion quoi que… faible puissance pour les équipements A quantité d’électricité embarquée identique

Vocabulaire électrique 11/21 Sur l’intensité limite de décharge d’une batterie Pour une quantité d’électricité embarquée Q donnée Ilimite ? Quelle intensité limite peut-on tirer d’une batterie de propulsion avant qu’elle ne se dégrade ?

Vocabulaire électrique (durée conventionnelle) 12/21 Sur l’intensité limite de décharge d’une batterie Par convention, on fixe à une heure la durée théorique de décharge de l’accu sous I constant Puis, toujours par convention, on nomme « capacité (C) » la valeur correspondante de Q (Ah) 1 h (durée conventionnelle) Puissance maximum S Ilimite

Vocabulaire électrique (durée conventionnelle) 13/21 Sur la capacité d’une batterie Par convention, on fixe à une heure la durée théorique de décharge de l’accu sous I constant Puis, toujours par convention, on nomme « capacité (C) » la valeur correspondante de Q (Ah) 1 h (durée conventionnelle) Puissance maximum S Piles ou une batteries : Ilimite « C (*) » est une quantité d’électricité horaire ayant les dimensions d’une intensité (*) quantité d’électricité initiale, théoriquement déchargeable en 1 h sous intensité constante

Vocabulaire électrique (durée conventionnelle) 14/21 Sur la capacité d’une batterie Par convention, on fixe à une heure la durée théorique de décharge de l’accu sous I constant Puis, toujours par convention, on nomme « capacité (C) » la valeur correspondante de Q (Ah) Ah h 1 h (durée conventionnelle) [C] = [C] Puissance maximum S [C] [A] Piles ou une batteries : Ilimite « C (*) » est une quantité d’électricité horaire ayant les dimensions d’une intensité (*) quantité d’électricité initiale, théoriquement déchargeable en 1 h sous intensité constante

Vocabulaire électrique (durée conventionnelle) 15/21 intensité limite de décharge et capacité d’une batterie Par convention, on fixe à une heure la durée théorique de décharge de l’accu sous I constant Puis, toujours par convention, on nomme « capacité (C) » la valeur correspondante de Q (Ah) Ah h 1 h (durée conventionnelle) [C] = Puissance maximum S [C] [A] Piles ou une batteries : Ilimite Par principe, on pose Ilimite = NC (par exemple 30C) (*) quantité d’électricité initiale, théoriquement déchargeable en 1 h sous intensité constante

Vocabulaire électrique (durée conventionnelle) 16/21 L’ambiguïté de la « capacité » d’une batterie La « capacité C » d’un convertisseur électrochimique n’est pas celle d’un condensateur (Q = CxV) ! Ah h 1 h (durée conventionnelle) [C] = Puissance maximum S [C] [A] Piles ou une batteries : Ilimite Par principe, on pose Ilimite = NC (par exemple 30C) (*) quantité d’électricité initiale, théoriquement déchargeable en 1 h sous intensité constante

Vocabulaire électrique 17/21 Sur la chaîne de propulsion électrique d’un modèle Par extension : intensité limite NC de décharge, intensité maximum nC de charge N et n sont des nombres tels que N > n, C (Ah/h) A + [5[R 1 h (durée conventionnelle) chimie FEM (V) 1500 mAh W (Wh) S 30C 2C - Puissance maximum décharge (N=30) 30x1500 (mAh/h) = 45 A 45 A Batterie charge (n=2) 2x1500 (mAh/h) = 3 A 17

Vocabulaire électrique 18/21 Sur le parallélépipède de l’énergie embarquée Les trois grandeurs caractérisant la décharge d’un élément de LiPo FEM (V), Q (Ah), C(*) (Ah/h) FEM (chimie) Puissance P (W) = FEMxI durée arbitraire de 1 h C intensité théorique de décharge pour une durée arbitraire de 1 h (*) rappel : la « capacité » C de nos LiPo est un terme impropre et ambigu

Vocabulaire électrique 19/21 Sur le parallélépipède de l’énergie embarquée Les trois grandeurs caractérisant la décharge d’un élément de LiPo FEM (V), Q (Ah), C(*) (Ah/h) FEM (chimie) Q embarquée (Ah) = Ixt Puissance P (W) = FEMxI durée arbitraire de 1 h C intensité théorique de décharge pour une durée arbitraire de 1 h (*) rappel : la « capacité » C de nos LiPo est un terme impropre et ambigu

Vocabulaire électrique E énergie embarquée (Wh) = FEMxIxt 20/21 Sur le parallélépipède de l’énergie embarquée Les trois grandeurs caractérisant la décharge d’un élément de LiPo FEM (V), Q (Ah), C(*) (Ah/h) E énergie embarquée (Wh) = FEMxIxt énergie embarquée E (Wh) FEM (chimie) Q embarquée (Ah) = Ixt Puissance P (W) = FEMxI durée arbitraire de 1 h Capacité intensité théorique de décharge pour une durée arbitraire de 1 h (*) rappel : la « capacité » C de nos LiPo est un terme impropre et ambigu

Vocabulaire électrique 21/21 Conclusions Le vocabulaire électrique présenté dans ce chapitre s’applique à chacun des éléments d’un accu. L’assemblage (s,p) d’éléments identiques en série (s) et/ou parallèle (p) constitue une batterie, à laquelle s’applique de nouveau ce vocabulaire. Toutes les batteries sont concernées et en particulier nos LiPo. Deux remarques pratiques s’ensuivent : La connaissance de la FEM (V), de la quantité d’électricité embarquée Q (Ah) et de la « capacité » suffisent pour caractériser une LiPo Il devrait être alors très facile de savoir lire les étiquettes de nos LiPo, ce qui s’avère, hélas, quelques fois laborieux !