Slide 1

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 2

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


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CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 4

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 5

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 6

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 7

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 8

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 9

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 10

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


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CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 12

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 13

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 14

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 15

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 16

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 17

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 18

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 19

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 20

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 21

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


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CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 23

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 24

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 25

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 26

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 27

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 28

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 29

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 30

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 31

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 32

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 33

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 34

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 35

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 36

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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/

37


Slide 37

CONNAISSANCE DES LiPo

Louis FOURDAN

février 2006
LF

Wissous
2

Terminologie

• Pile

non rechargeable

• Accumulateur

élément rechargeable

• Batterie

groupe d’accumulateurs

En anglais : battery, pack, accumulator

LF

3

Quatre chimies :

LF

• Pb

au plomb

• NiCd

Cadmium-Nickel

• NiMH

Nickel Metal Hydride

• LiPo

Lithium-Polymère

Li Po est un célèbre poète chinois (701-762)

4

AVENIR
• Pb = Automobiles
• NiCd = abandon (métaux lourds)

• NiMH = auto-décharge rapide
• LiPo

= avenir assuré (Lithium abondant)

• Piles à combustibles (Hydrogène, Methanol ..) ?

LF

5

Chimie LiPo

LF

Co = cobalt

C = carbone

6

A savoir
• Performances - spécifications
• Charge - danger
• Décharge / utilisation
• Stockage - danger

• Entretien
LF•

7

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.)

LF

8

Comparaison des chimies
~ Wh/kg

perte%/mois

• Pb

35

1%

• NiCd

50

10%

• NiMH

60

30% !!!

• LiPo

150

1%

• µpile méthanol

320

?

LF

Voir aussi le prix $ / Wh

9

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

LF

10

Prix des LiPo
• Cellules nues (ex. ACW)
ETEC 450 mAh

10C

HP CL 2100 mAh 16C

8.7 $

18.5 $

• Problème : bien les monter
• Certaines électrodes (alu) se soudent mal !!
• Il vaut mieux acheter un pack, quitte à le désosser
LF

11

Prix des LiPo (suite)
Packs (ACW) HP LCL 2100 mAh 16-22C

2S

45.80 $

3S

67.8 $

4S

81.8 $

Hyperion

Pack (Aeronuts) ELE 2100 mAh 15C
2S

LF

27.37 $

12

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…
LF

13

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)
LF

14

Charge des LiPo
Par 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

LF

15

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

LF

16

Chargeurs LiPo
Beaucoup de modèles
• Schulze
• MGM
• Chargeurs coréens ou chinois
• Robbe, T2M, Multiplex, Hitec ..
• Avec équilibreur si possible (connecteur)
LF

17

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

LF

18

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

LF

19

Chargeurs LiPo
MGM-Com-Pro
Bientôt disponible (équilibreur incorporé)

Thunder Power
TP-1010C chargeur
200 $
1 to 10S LiPo
220 W
Connexion pour équilibreur externe
TP 210 V équilibreur externe 2-10 S
100 $

LF

20

LipoSave
C’est un petit limiteur en échelle n.S, qui interdit à
chaque cellule de dépasser 4.25 V (ajustable)

Exemple 3S
Website http://electrofly.free.fr
LF

21

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

LF

22

Utilisation des LiPo

• Propulsion (BEC ou opto)
Option : assemblage de plusieurs packs
3S2P = 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
LF

23

Propulsion (BEC)
assemblage 3S2P dans un Magister (6 éléments LiPo)

Magister MPX
LF

http://bungymania.inexos.net

24

LiPo en propulsion
Seuil de tension
Ne pas descendre < 3 V à faible décharge < 1C
Ne pas descendre < 2.7 V à forte décharge 4C-6C
Les contrôleurs ESC sont équipés de cette fonction
dite « cut-off LiPo 2S ou 3S»
Low Voltage Cutoff Behavior
If 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
Rx
FMA AVC-Air

LF

ESC

V+

25

LipoShield (ou LVC)
Contrôleur low V cut-off (20 $)
LiPo
Rx
ESC

Rx

ESC
LiPo

Le LipoShield CORRIGE (µC) le signal PPM
des gaz pour le réduire en cas de baisse de
tension batterie en dessous de Vmin.

LF

Reconnaissance automatique du nombre de
LiPO en début de mission (visu / LEDS)

26

Emission Tx
Exemple d’une radio HITEC CRX Aggressor

LiPo(3S) 2600 mAh
NiCd(8) 600 mAh
LF

27

Réception Rx
Régulateur à découpage Webra 15 g

Out = 5V

4A continu

In = LiPo 2S (6-8.4 V)

50 A peak

LF

Filtrage des parasites

28

Réception Rx
Régulateurs à découpage DimensionEngineering

In = LiPo 2S-8S (8-32 V)

Out = 5V

LF

1.25A continu

Out = 6V

Filtrage des parasites

1.25A continu

29

Décharges types (LiPo PQ1500 mAh)

1C
2C
4C
6C

LF

30

Jauge LiPo
Etat de charge V à vide
Reste
0%
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
LF

1S
3.00
3.30
3.60
3.70
3.75
3.79
3.83
3.87
3.92
3.97
4.10
4.20

3S
9
9.9
10.8
11.1
11.25
11.37
11.49
11.61
11.76
11.91
12.3
12.6
31

Stockage LiPo

DANGERS
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
LF

32

Montage des LiPo
Plaquette de montage
Connecteur intermédiaire

Adaptateurs
LF

33

Entretien LiPo
Stockage à 3.8 V, faible auto-décharge
Liste / étiquettes + Tableau EXCEL
Test annuel de capacité restituée

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Test de décharge avec graphe sur PC

LF

34

CBA II (Computerized Battery Analyzer)
Interface USB + PC graphical software

Maximum discharge power rate = 100 W , maximum = 48 V
Range 0-3 A
+ - 10 mA (12 bit)
Range 3-40 A
+ - 45 mA
0-5 volt
+ - 5 mV
5-10 volt
+ - 10 mV
10-48 volt + - 50 mV
Auto voltage shut off @ end of test
Auto temperature shut off @ end of test (external temp sensor)
Pb, NiCd, NiMH, Lithium, LiPo
Dimensions 8.9 x 7.1 x 9.1 cm
Weight: 454 g
LF

35

DOCUMENTATION

• GOOGLE « LiPo »
• Web-sites (« Electrofly », « Le Gallou », « NiCd »)
• Groupes de discussion, forums
• http://www.powerstream.com/

LF

FIN

36

Lithium Ion Cells
Anode: Carbon compound, graphite
Cathode: Lithium oxide + metal
Electrolyte: 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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