Les assemblages (s,p) 1/20 Nos packs sont des assemblages d’éléments identiques (FEM , Q(Ah), C*(Ah/h), masse) Deux sortes d’assemblages : en série (s)

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1 Les assemblages (s,p) 1/20 Nos packs sont des assemblages d’éléments identiques (FEM , Q(Ah), C*(Ah/h), masse) Deux sortes d’assemblages : en série (s) et en parallèle (p) Règles de base de ces assemblages (qu’est-ce qui s’additionne ?) Comment estimer la masse d’une LiPo ? Des performances au prix Un large tour d’horizon sur les LMO (Lithium Metal Oxide ; oxydes métalliques lithiés)

2 Les assemblages (s,p) Le parallélépipède de l’énergie embarquée 2/20
FEM (V) 1h Q (Ah) C(*) (Ah/h) (*) rappel : la capacité C est une quantité d’électricité horaire (Ah/h) ; ses dimensions sont celles d’une intensité (A)

3 Les assemblages (s,p) L’élément LiPo 3/20
t = 1 h Ilim = NC (Ah/h) L’élément (1s,1p,1C) est le premier maillon d’un assemblage, dont l’intensité limite de décharge est un multiple de C (Ilim = NC) (*) la durée de pleine puissance (t) sous ilim doit être limitée à une dizaine de secondes au plus

4 Les assemblages (s,p,C) Trois types d’assemblage possibles 4/20
volts élément de base (1s,1p,1C) éner gie (Wh) P (W) Q (Ah) durée ampères

5 Les assemblages (s,p,C) Règles de base 5/20 élément de base (1s,1p,1C)
volts élément de base (1s,1p,1C) éner gie (Wh) P (W) Q (Ah) durée ampères ∑FEM ∑ P Q I en série (3s,1p,1C)

6 Les assemblages (s,p,C) Règles de base 6/20 élément de base (1s,1p,1C)
volts élément de base (1s,1p,1C) éner gie (Wh) P (W) Q (Ah) durée ampères ∑FEM ∑ P Q I en série (3s,1p,1C) FEM ∑ P ∑Q ∑I en parallèle (1s,3p,3C)

7 Les assemblages (s,p,C) Règles de base 7/20 élément de base (1s,1p,1C)
volts élément de base (1s,1p,1C) éner gie (Wh) P (W) ∑FEM ∑ P ∑Q ∑I Q (Ah) durée ampères ∑FEM ∑ P Q I batterie (3s,2p) en série (3s,1p,1C) FEM ∑ P ∑Q ∑I en parallèle (1s,3p,3C)

8 Les assemblages (s,p,C) Règles de base 8/20 élément de base (1s,1p,1C)
volts durée Q (Ah) P (W) éner gie (Wh) élément de base (1s,1p,1C) ∑FEM ∑ P ∑Q ∑I ampères ∑FEM ∑ P Q I batterie (3s,2p) en série (3s,1p,1C) FEM ∑ P ∑Q ∑I en parallèle (1s,3p,3C) capacités différentes chimies différentes

9 Les assemblages (ns,1p,1C)
9/20 La masse croît avec le nombre d’éléments en série (Q et C donnés) architecture des batteries (ns,1p) n : nombre d’éléments 700 (6s,1p) 500 500 400 masse (g) 300 200 Caractéristique de chaque élément LiFePO4 : FEM = 3,2 V ; Q = 4400 mAh ; Ilim = 30C 100 1 2 3 4 5 6 nombre d’éléments source : catalogue Weymuller

10 Les assemblages (ns,1p,1C)
10/20 La masse croît avec Q (n et C donnés) 400 300 masse (g) Caractéristiques des éléments LiMnCoOxydes : FEM = 11,1 V ; 30C 200 architecture des batteries (3s,1p) 100 La non-linéarité matérialise les variations de dimensions des packs (L,l,e) 2000 4000 6000 (Q) mAh source : jade-technologie.com

11 Les assemblages (s,1p) Des performances aux prix 11/20
Pour un pack donné (Dualsky 3s,1p,25C) la masse et le prix sont proportionnels à Q embarquée (Ah) 400 100 80 300 76,0 g/Ah 60 prix (€) masse (g) 200 40 11,1 €/Ah 100 20 14,6 €/100 g 2000 4000 6000 Q (mAh) source : catalogue Flash RC 2015

12 Pour une capacité donnée (Dualsky GTS 45C)
Les assemblages (s,1p) 12/20 Des performances aux prix Pour une capacité donnée (Dualsky GTS 45C) la masse/Ah et le prix/Ah sont proportionnels au nombre d’éléments empilés 50 200 6s 40 150 5s 30 4s g / Ah € / Ah 3s 20 2s 50 10 2000 4000 6000 2000 4000 6000 Q (mAh)

13 Les assemblages (s,p) Un large tour d’horizon sur les LMO (*) 13/20
Ce que l’on devrait trouver dans un catalogue une référence fabricant ; une référence d’assemblage la chimie ; la quantité d’électricité embarquée la capacité horaire (C en Ah/h) Les FEM : élément (1s,1p) ; pack (ns,pp) L’énergie embarquée La masse Le prix Connecteur compris ou non ? (* )LMO : Lithium Metallic Oxide, exclusion faite des LiFePO4 et LiMnPO4

14 Les assemblages (s,1p) 1 s 2 s 3 s Magic Power Magic Power Magic Power
14/20 Un large tour d’horizon sur les LMO Deux présentations différentes en catalogue (virtuel) : classement par FEM croissante Magic Power 3,7 V Magic Power 7,4 V Magic Power 11,1 V 1 s 2 s 3 s (C*, Q, m, €) (C*, Q, m, €) (C*, Q, m, €)

15 Les assemblages (s,1p) 1 s 2 s 3 s Magic Power Magic Power Magic Power
15/20 Un large tour d’horizon sur les LMO Deux présentations différentes en catalogue (virtuel) : classement par FEM croissante Magic Power 3,7 V Magic Power 7,4 V Magic Power 11,1 V 1 s 2 s 3 s (chimie C*, Q, m, €) (chimie C*, Q, m, €) (chimie C*, Q, m, €) catalogue (virtuel) : classement par C (Ah/h) croissante 25 C Normal 35 C Superior 45 C Absolute WonderLiPo WonderLiPo WonderLiPo (chimie, FEM, Q, s, m, €) (chimie, FEM, Q, s, m, €) (chimie, FEM, Q, s, m, €)

16 Les assemblages (s,1p) Un large tour d’horizon sur les LMO 16/20
Caractéristiques générales capacité C donnée (Ah/h, chimie) capacité C variable (chimie) prix (€) g / Ah masse (g) sens d’évolution depuis plus de vingt ans. Et ça n’est pas fini ! n Q (Ah) ns,1p (FEM) Coût de la matière active positive (Cf. « Fabrication des LiPo ») Chimie des matières actives (positive et négative)

17 Les assemblages (s,1p) Un large tour d’horizon sur les LMO 17/20 800
Ilim = 35C (Ah/h, chimie) 160 Ilim = 45C (Ah/h, chimie) 5s,1p (136 g/Ah) 6s,1p (157 g/Ah) 4s,1p (106 g/Ah) 4s,1p (110 g/Ah) prix (€) 3s,1p (85 g/Ah) 3s,1p (87 g/Ah) masse (g) 2s,1p (57 g/Ah) 2s,1p (58 g/Ah) 6000 6000 Quantité d’électricité embarquée (mAh) source : Catalogue Flashrc.com

18 sens d’évolution depuis
Les assemblages (s,1p) 18/20 Etude de cas : LiPo Dualsky (Chine) 160 C* = kC (Ah/h) 45C GTS 35C EX 25C HED 25C ECO S 20C ES sens d’évolution depuis plus de vingt ans. Et ça n’est pas fini ! g/Ah ns,1p (FEM) 8

19 Les assemblages (s,1p) Etude de cas : LiPo, Dualsky vs. Hyperion 19/20
200 C* (Ah/h) 45C 35C Dualsky 60C 80C Hyperion ≈ 10 % g/Ah Chimie et structure fine de la matière active positive 6 ns,1p (FEM)

20 Les assemblages (s,p) Conclusions 20/20
Nos LiPo sont principalement constituées d’éléments montés en série Chaque élément se caractérise à partir du parallélépipède de son énergie embarquée La masse d’un pack croît proportionnellement au nombre de ses éléments La masse d’un élément de capacité C donnée croît proportionnellement à Q(Ah) Le coût à l’achat des élément est proportionnel à leur masse équivalente (g/Ah)