Quelle batterie utilise votre drone ? Il s'agit très probablement d'une batterie LiPo. Ces batteries sont le plus souvent utilisées dans les jouets, les drones, les RC et même les modèles réduits d'avions et de trains. Pourquoi ce type de batterie est-il le choix le plus courant ?
Les batteries Lipo sont la meilleure chose qui soit jamais arrivée à la communauté des drones et aux autres communautés de jouets et de loisirs en raison de leur petite taille et de leurs plus grandes capacités. Ces qualités sont essentielles pour des temps de vol plus longs. Cependant, ils présentent un risque d'incendie potentiel s'ils ne sont pas manipulés correctement.
Il est important de connaître les tenants et les aboutissants de vos batteries de drones pour en tirer le meilleur parti, donc je vais discuter de tout ce que vous devez savoir sur les batteries LiPo, y compris comment les stocker en toute sécurité et les éliminer si elles deviennent endommagé.
Qu'est-ce qu'une batterie LiPo ?
LiPo signifie Lithium Polymer ou Lithium-ion polymer, qui sont des batteries rechargeables constituées d'électrolytes polymères. En termes simples, au lieu d'utiliser une forme liquide d'électrolyte, les batteries LiPo utilisent un polymère, qui est plus une "feuille" qui stocke une charge et transmet la puissance à l'appareil si nécessaire.
Les batteries LiPo ont un boîtier à coque souple, contrairement aux batteries ioniques qui ont une coque dure. Le polymère et la possibilité de l'enfermer dans une coque souple rendent ces batteries adaptées aux RC puisque vous pouvez les façonner en différentes formes, contrairement aux coques dures.
Voyons maintenant quelques-uns des principaux concepts qui composent une batterie LiPo. Je ferai référence à l'image ci-dessous tout au long de l'article.
Tension (tension nominale)
La tension nominale est la tension "nommée", ou la tension d'une batterie au repos. Elle ne doit pas être confondue avec la tension nominale ou la tension de fonctionnement. Par exemple, la tension nominale de la plupart des batteries LiPo est de 3,7 V, mais lorsqu'elles sont complètement chargées, les batteries LiPo ont une tension de 4,2. Et lorsque vous les avez déchargées au minimum, elles devraient avoir une tension de 3,0.
Cela nous amène à l'étiquetage. Vous trouverez la plupart des batteries étiquetées 2S, 3S, 4S ou 6S. Ces nombres font référence au nombre de cellules des batteries disposées en série. Ainsi, le S signifie Série.
Vous remarquerez qu'il y a aussi un numéro indiqué par C sur la batterie. Dans l'image ci-dessus, nous avons 50C. Mais cela ne signifie pas "Cellules". Cela signifie la cote de décharge, dont je parlerai dans une minute.
Pour obtenir la tension totale, vous ajoutez la tension de chaque cellule. Par exemple, une batterie 2S a deux cellules, donc la tension totale sera de 7,4 V, les batteries 3S comme l'image ci-dessus auront 11,1 V, les batteries 4S en auront 14,8, etc…
Vous pouvez rencontrer des batteries plus anciennes étiquetées 2S2P, ce qui signifie qu'il y a quatre cellules; 2 en disposition en série et 2 en structure parallèle. Mais ces batteries ont été supprimées et remplacées par les nouveaux modèles.
Alors, quelle est l'importance de connaître la tension? Cela se traduit par la vitesse à laquelle un moteur peut tourner, ce qui se traduit ensuite par la puissance et la vitesse d'un drone. Vous avez peut-être rencontré des quadricoptères avec des moteurs étiquetés en kV. Au début, je pensais, et certains utilisateurs aussi, que kV signifie kilovolts. Eh bien, ce n'est pas le cas.
kV signifie RPM (rotations par minute) pour chaque volt. Donc, si le quadcopter a un 3000 kV, vous devrez multiplier cela par la tension de la batterie. Par exemple, une batterie 2S produira 22 200 RPM. Plus la tension de la batterie est élevée, plus les moteurs tournent vite et plus le drone aura de puissance.
Capacité
Pour comprendre la capacité, utilisons l'analogie commune du réservoir d'eau. La tension que je viens de décrire est la pression du réservoir. En termes simples, plus un réservoir a de pression/force, plus il éjectera l'eau avec puissance. Maintenant, la capacité sera la quantité d'eau que le réservoir peut contenir à la fois. Donc, quand on parle de batteries, cela signifie la quantité de charge qu'elle peut contenir, ce qui se traduit par la durée de vie de la batterie.
La capacité d'une batterie est mesurée en milliampères-heures (mAh). Notre batterie ci-dessus a 5200 mAh, mais vous trouverez des batteries d'une capacité allant jusqu'à 12 000 mAh, et d'autres avec moins de 5 000 mAh. Aussi, 1000 mAh, font 1 Ah (ampères-heures).
Bien qu'une batterie avec plus de capacité semble être une bonne idée puisque vous pouvez utiliser un drone plus longtemps, vous devez également tenir compte des effets sur le système global du drone.
D'une part, plus de capacité signifie plus de poids, et la plupart des drones ne peuvent pas fonctionner aussi bien lorsqu'ils sont trop lourds. Deuxièmement, si les moteurs tournent trop longtemps sans refroidir, ils peuvent prendre feu et même endommager tout le drone.
Indice de décharge (C)
Également connue sous le nom de cote "C", la cote de décharge est la quantité de charge/charge que vous pouvez décharger en continu de la batterie sans l'endommager. Si vous utilisez un appareil qui consomme plus de charge à la fois, vous risquez d'endommager la batterie.
Maintenant, notre batterie a une cote de décharge de 50 C, ce qui signifie que vous allez multiplier 50 par la capacité de la batterie en ampères.
Ainsi, la capacité de notre batterie est de 5200 mAh. En ampères, c'est 5,2 Ah.
50*5.2 =260 A.
Ainsi, vous pouvez tirer en continu 260 A de cette batterie. Maintenant, c'est la note continue.
Il existe également une cote de rafale, qui est la quantité de charge la plus élevée que vous pouvez tirer en rafales de 10 secondes. Notre batterie ci-dessus a un taux d'éclatement de 100C, ce qui signifie qu'elle peut survivre occasionnellement à des explosions de 520A. Cela pourrait être lors de l'accélération d'un drone, et ce sera le plus souvent supérieur à la cote continue.
Lors de l'achat de batteries supplémentaires, assurez-vous que vous êtes conscient de la consommation d'énergie dont le drone a besoin et de l'utilisation que vous en ferez. Les drones de course peuvent avoir besoin de batteries avec une capacité de décharge plus élevée.
Résistance interne
Bien que la résistance interne ne fasse pas partie de la conception de la batterie, il est essentiel de la mentionner. En utilisant l'analogie du réservoir d'eau, nous pouvons mieux expliquer la résistance avec un tuyau. Un tuyau est censé permettre à l'eau de s'écouler en douceur. Mais s'il y a un pli dans le tuyau, cela limite la qualité de l'écoulement de l'eau - plus le pli est gros ou profond, plus le débit d'eau est insuffisant.
Le même cas s'applique aux batteries LiPo et à tout autre appareil électronique. Plus la résistance est élevée, moins la charge atteint les composants critiques du drone. La raison pour laquelle ils ne peuvent pas indiquer la résistance est qu'elle s'accumule avec le temps.
Plus vous utilisez la batterie, un résidu connu sous le nom de Li O (oxyde de lithium) se dépose, ajoutant à la résistance interne à un point tel que la batterie devient inutilisable. Lorsque l'énergie ne peut pas atteindre les composants requis, elle est convertie en chaleur. La chaleur entraîne alors une plus grande accumulation d'oxygène dans les batteries et une plus grande accumulation d'oxyde de lithium, ce qui les fait gonfler. Dès que vous voyez la batterie gonfler, vous devez arrêter de l'utiliser.
L'utilisation d'une batterie gonflée génère encore plus de chaleur et un processus appelé Thermal Runaway se produit. Finalement, l'accumulation d'oxyde de lithium, l'oxygène, la chaleur et l'humidité se combinent et explosent en un incendie.
La mesure standard de la résistance est en ohms (Ω).
1 milliohms (mΩ) =1 ohm.
Il est essentiel de continuer à vérifier les niveaux de résistance de vos batteries pour vous assurer qu'elles sont toujours utilisables. La plupart des chargeurs avancés peuvent vous aider à mesurer la résistance interne soit pour une cellule individuellement, soit pour toutes les cellules ensemble.
De manière générale, il est prudent d'utiliser une batterie avec une résistance allant de 0 à 12 ohms. Rien de plus que cela signifie que vous devriez envisager de remplacer les piles.
Pourquoi les drones utilisent-ils des batteries LiPo ?
Les batteries LiPo présentent de nombreux avantages pour l'industrie des drones car elles sont petites et peuvent transporter beaucoup de charge dans une seule cellule (3,7 V à 4,2 V). Cela permet de construire une batterie de grande capacité ou haute tension pour diverses applications sans alourdir le drone.
Comment charger une batterie LiPo ?
Les batteries LiPo sont assez sensibles. Vous ne pouvez pas utiliser n'importe quel chargeur avec eux. Les surcharger pourrait entraîner des dommages ou même un incendie. Contrairement aux autres batteries, les batteries LiPo utilisent un système CC/CV qui signifie Charge constante/Tension constante.
Comme mentionné précédemment, ils peuvent contenir un maximum de 4,2 V. Ainsi, lorsque la batterie a 4,2 V à chaque charge, elle maintient cette tension plutôt que de générer des impulsions de courant en continu.
Le chargeur
Les batteries LiPo utilisent ce qu'on appelle des chargeurs d'équilibrage. Ce sont des charges qui garantissent que chaque cellule de la batterie est suffisamment chargée. Les chargeurs d'équilibrage ou les chargeurs avec équilibrage intégré peuvent être assez chers, mais ils en valent la peine si vous voulez que votre batterie dure plus longtemps. De plus, une batterie avec une charge déséquilibrée (certaines cellules avec plus de charge) augmente le risque d'endommager la batterie ou même de provoquer un incendie.
Le courant
Un autre aspect à considérer lors de la charge d'une batterie LiPo est la quantité de courant. Les chargeurs rapides sont la norme dans certains appareils, où ils envoient de grandes quantités de courant (ampères), chargeant une grande batterie en peu de temps. Vous ne pouvez pas faire cela avec une batterie LiPo. Les batteries LiPo sont livrées avec un taux auquel vous pouvez les charger, tout comme le taux de décharge.
Maintenant, notre batterie ci-dessus a un taux de charge de 2C. Comme nous avons calculé le taux de décharge, vous multipliez le taux de charge par la capacité. Dans ce cas, notre batterie a une capacité de 5.2Ah ou (5200mAh).
5,2*2 =10,4 A.
Donc, vous devez toujours charger cette batterie à 10,4 ampères. Vérifiez toujours votre batterie pour identifier le taux de charge approprié. Vous pouvez charger avec un taux inférieur, tel qu'un taux de 1C, mais ne dépassez jamais ce que l'étiquette sur la batterie conseille .
Les connecteurs
Et enfin, vous devez vous assurer que le chargeur que vous utilisez dispose d'un connecteur compatible avec ceux de votre batterie. Comme vous pouvez le voir dans notre batterie ci-dessus, chaque batterie Lipo a deux connecteurs. Le jaune va (principalement XT-60) au drone, tandis que les prises blanches vont au chargeur d'équilibrage. Plus important encore, puisque vous avez affaire à une tension et à un ampérage élevés, les fils doivent être épais.
De combien de batteries LiPo avez-vous besoin pour votre drone ?
Deux à trois batteries seraient idéales pour votre drone. Bien qu'il soit possible d'avoir plus de batteries et de voler plus longtemps, vous risquez d'endommager vos rotors, surtout lorsque vous les faites fonctionner trop longtemps sans les laisser refroidir.
Comment stocker la batterie LiPo
Une batterie LiPo ne doit jamais être stockée lorsqu'elle est complètement chargée. Il ne doit pas non plus être stocké lorsqu'il est inférieur à 3,0 V. Cela pourrait les endommager complètement. Par exemple, si vous les stockez à pleine charge, les batteries se déchargeront automatiquement et elles pourraient se retrouver avec une tension inférieure à 3 V.
La tension de stockage optimale est de 3,8 V. Vérifiez toujours la tension des batteries avant le stockage. Heureusement, la plupart des chargeurs avancés vous permettent de vérifier la tension, alors chargez-les s'ils sont inférieurs à 3,0 V et déchargez-les si la tension est supérieure à 3,8 V.
De plus, pour éviter les incendies lors du stockage, stockez toujours les batteries LiPo dans des sacs résistants au feu tels que celui illustré ci-dessous.
D'autres zones de stockage telles que les sacs de munitions ou les coffres-forts pour armes à feu fonctionneront toujours tant qu'elles sont ignifuges.
Comment voyager avec des batteries LiPo
Si vous prévoyez d'emporter votre drone avec vous lors de vos déplacements, vous pouvez emporter en toute sécurité 2 à 3 batteries LiPo. Cependant, les batteries LiPo ne sont pas autorisées dans la cabine de chargement car elles présentent un risque d'incendie. Vous devrez les transporter avec vos autres bagages à main.
Avant d'emballer les piles, assurez-vous qu'elles ne sont pas endommagées. Vous pouvez placer les batteries dans un sac ignifuge ou une boîte de transport de drone avec des compartiments pour les batteries. Assurez-vous également de vérifier les directives de la compagnie aérienne concernant le transport de drones et de batteries.
Combien de temps durent les batteries LiPo ?
Les batteries LiPo sont conçues pour durer au moins 300 à 500 cycles lorsque tout est parfait. C'est-à-dire, stockez-les dans la bonne tension, stockez-les à la bonne température, évitez l'excès d'humidité, évitez de les perforer et chargez-les à l'aide du bon chargeur.
Cependant, il n'est pas toujours possible de maintenir toutes ces conditions. C'est pourquoi la plupart des batteries LiPo font en moyenne entre 150 et 250 cycles. Cela peut aller de 1 à 3 ans, selon la fréquence d'utilisation de votre drone.
Comment se débarrasser d'une batterie LiPo
À un moment donné, vous devrez jeter votre batterie LiPo, ce que vous devez faire très soigneusement. Voici pourquoi. Comme mentionné précédemment, l'accumulation d'oxyde de lithium et d'oxygène fait gonfler la batterie. Et j'ai mentionné qu'une utilisation continue pourrait endommager les batteries et provoquer un incendie.
Cependant, même si vous n'utilisez pas la batterie, cela pourrait tout de même provoquer un incendie si vous la perforez. Le processus d'emballement thermique peut toujours se produire, surtout si la batterie est toujours chargée.
REMARQUE :Certaines entreprises offrent des garanties sur les batteries. Alors, vérifiez cela avant d'essayer l'un des processus ci-dessous.
Que vos batteries soient mortes ou gonflées, procédez comme suit avant de jeter vos batteries LiPo :
Commencez par vérifier la tension. La tension idéale pour la mise au rebut de votre batterie doit être de 0,0 V. Si elle est un peu chargée, déchargez-la en suivant l'une des étapes suivantes.
Assurez-vous qu'ils sont complètement déchargés avant de les jeter. Il existe plusieurs façons de procéder.
- Vous pouvez utiliser votre chargeur d'équilibrage pour les décharger ou les utiliser dans le drone jusqu'à ce qu'ils soient déchargés. Ce dernier processus est risqué car vous pourriez mettre le feu à votre drone.
- Une autre façon de le décharger consiste à utiliser un bain d'eau salée. Ajoutez de l'eau tiède dans un plateau et saturez-le de sel jusqu'à ce que le sel ne puisse plus se dissoudre. Faites ensuite tremper les piles dans l'eau salée.
- Vous pouvez également la vider en la connectant à une lumière LED pendant que la batterie est plongée dans le sable. Lorsque la LED s'assombrit ou s'éteint en raison d'une basse tension, déconnectez-la et connectez les fils positif et négatif de la batterie pour provoquer un court-circuit.
Une fois que vous êtes sûr qu'il n'a pas de charge, vous pouvez le jeter dans votre poubelle habituelle ou recherchez des services locaux d'élimination des piles.
Précautions de sécurité
Vous trouverez ci-dessous quelques précautions de sécurité et un résumé de la façon de prolonger la durée de vie d'une batterie LiPo.
- Ayez toujours un extincteur à proximité . Les batteries LiPo ne fonctionnent pas bien à des températures élevées et provoquent souvent un incendie. Bien qu'un extincteur ne soit pas le meilleur pour les réactions chimiques telles que celle des batteries LiPo, il aidera à les contenir.
- Surveillez constamment vos batteries de près pendant qu'elles se rechargent . Il ne faut que quelques secondes de mauvaises températures pour que ces batteries explosent. Donc, si vous les quittez et allez au magasin, ou pour une course dans le quartier, vous pouvez revenir pour trouver toute votre maison en feu.
- Assurez-vous que la zone de stockage est à température ambiante. J'insiste à nouveau, les batteries LiPo et les hautes températures sont des ennemis jurés.
- Toujours stocker les piles dans un endroit sec , et assurez-vous qu'ils n'entrent pas en contact avec l'eau, car l'eau facilite les réactions chimiques qui provoquent un incendie.
- Toujours garder vos batteries propres . À l'aide d'une brosse à poils doux, nettoyez le drone, les connecteurs et le compartiment de la batterie du drone.
- Toujours maintenir la tension entre 3,0 V et 4,2 V, et les stocker à 3,7 V.
- Utilisez un chargeur d'équilibrage de haute qualité.
- Évitez d'utiliser des objets métalliques susceptibles de relier le positif et le négatif , provoquant un court-circuit. Cela peut se produire lors de l'utilisation d'une pince pendant le processus de soudure.
Conclusion
Et voila. J'espère avoir couvert tout ce que vous devez savoir sur les batteries LiPo pour drones. Bien qu'elles offrent plus d'avantages que les autres types de batteries, vous devez les manipuler avec précaution pour éviter les dangers potentiels.
Comme nous l'avons établi, maintenez-les à la tension appropriée, utilisez le chargeur approprié, évitez les températures trop chaudes ou trop froides, évitez d'utiliser des batteries gonflées, ne les laissez jamais sans surveillance et assurez-vous que les batteries sont déchargées avant de les jeter.
Bien que vous deviez prendre les risques au sérieux, ces batteries ne vous effraient pas pour autant. Manipulé correctement, vous ne devriez jamais avoir à faire face à une urgence. Et n'oubliez pas de vous amuser en pilotant vos drones.