Les accusLes accus et les mods qui font boum.

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Johan
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Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar Johan » mer. 15 févr. 2012, 16:29

Les accus, les mAh, les mA, C, les ohms, les watts et les mods qui font boum.


A force de lire un peu tout et n'importe quoi, de la recommandation de prudence qui vire à la paranoïa, jusqu'à l'incitation manifeste à se faire péter la tronche, j'aimerai faire quelques petits rappels concernant les accus et leurs possibilités.

D'abord les repères.


La tension "U" : exprimée en volts (V), c'est, pour simplifier, la différence de potentiel entre deux pôles. On peut se la représenter comme la force qui fait circuler le courant dans un circuit, la pression dans un tuyau d'eau.

L'intensité "I" : exprimée en ampères (A ou mA pour milliampères), c'est la quantité de courant qui passe, à un instant donné, par un circuit. On peut se représenter le diamètre du tuyau d'eau.

La capacité "C" : exprimée en ampères-heure (Ah ou mAh pour milli...), c'est la contenance de l'accu. On la retrouvera plus loin appelée « C ». On peut se la représenter en imaginant la taille du bidon qui alimente le tuyau d'eau.

La puissance "P" : exprimée en watts (w) ou en volts-ampères (VA), c'est le produit de la tension par l'intensité. On peut se la représenter par la quantité d'eau qui coule du tuyau, son débit (dépend donc de la taille du tuyau et de la pression qui pousse l'eau).

Le courant de décharge continu maximum "CDM" : exprimé en facteur ou fraction de C (1/2C, 1C, 5C, 10C). C'est l'intensité maximale que pourra fournir l'accu sans le mettre en péril. Indiquée par le constructeur elle s'exprime par rapport à sa capacité. Un accu de 800mAh qui sort 1C sortira 0,8A (800mA), un accu 3100mAh qui sort 2C donnera 6,2A en toute sécurité. Un accu qui de 2000mAh qui sort 10C fournira donc 20A. Ce courant de décharge maximum dépend du type et de la qualité de la chimie employée par l'accu. Elle varie pour les Li-Ion de 1/2C à 2C, de 5C à 15C pour les IMR. Par analogie on pourrait la comparer à la taille du trou qui laisse rentrer l'air dans le bidon et l'empêche donc de se déformer en se vidant.

La résistance "R" : exprimée en Ohm c'est la force qui s'oppose à la circulation du courant. Un robinet sur le tuyau auquel on peut donner différentes valeur d'ouverture/fermeture. Plus la résistance est élevée (aka le robinet fermé) moins passe le courant (aka moins d'eau coule) toutes chose égales par ailleurs.

RAPPEL - les formules de base :


Puissance = tension(en volts) * intensité(en ampères) → P(W)= U(V)xI(A)
Intensité = tension(en volts) / résistance(en ohm) → I(A)=U(V)/R(Ω)

Pour calculer la puissance on peut donc utiliser :
Puissance = tension au carré / résistance → P(W)=U(V)²/R(Ω)
Ce qu'on appelle le sweet-spot, le graal des vapoteurs est, selon l'individu, généralement situé entre 8 et 12 watts. On voit dans la formule que pour s'en approcher il faut soit augmenter la tension soit réduire la résistance.

RAPPEL 2 – les différentes chimies d'accu :

Li-Ion : d'un excellent rapport poids-encombrement/capacité et sans effet mémoire notable la chimie Li-Ion est la plus répandue dans nos accus. Son plus grand défaut est son instabilité. En cas d’emballement de l'accu, sous l'effet d'un court-circuit ou d'une trop forte sollicitation, ou en cas de surcharge : il peut s'emballer. Il va alors se produire une réaction en chaîne entraînant un dégagement thermique et une émission de gaz très brutale qui peuvent aboutir à une explosion si l'accu se trouve dans une enceinte confinée (étanche). Ceci conduit à préférer les accus Li-Ion protégés (contre les courts-circuits, surcharge, décharges brutales ou trop importantes). Les accus Li-Ion supportent des courant de décharge maximums généralement compris entre 1/2C et 2C (de ½ fois leur capacité à 2 fois leur capacité).

Les Li-Mn (IMR) : d'un rapport poids-encombrement/capacité inférieur aux Li-Ion, ils sont capables de supporter des courants de charge et de décharge plus importants. Leur chimie est par ailleurs considérée comme « stable ». Ceci ne les rends pas complètement inoffensifs mais assure un dégagement de chaleur et de vapeur moins brutal. Ces accus ne disposent généralement pas de protection pour 2 raisons : elle est moins nécessaire que sur un Li-Ion (car il y a moins de risque d'emballement) et les forts courants de décharge dont l'accu est capable imposeraient des circuits de protection tellement résistants qu'ils seraient beaucoup trop encombrants. Les accus Li-Mn supportent des courant de décharge maximums généralement compris entre 5C et 15C.

Les LiFePo : d'un rapport poids-encombrement/capacité intermédiaire ces accus disposent aussi de caractéristiques intermédiaires quand aux courants de charge et décharge maximums. Leur chimie est considérée comme stable (tout comme les IMR, ce n'est pas une garantie absolue) et ils sont le plus souvent dépourvus de protection (à confirmer). La majorité des LiFePo que nous utilisons en vapote sont toutefois limités à des courants de décharge maximum de 2C (alors qu'en modélisme on trouve des batteries capables de beaucoup mieux).

En l'absence de spécifications/recommandations constructeur sur le courant de décharge continu maximum (max continuous discharge rate) : il convient de s'aligner sur les valeurs les plus basses indiquées ci-dessus, selon le type de chimie.

La sécurité :


Le point de sécurité concernant les accus sur lequel je tiens particulièrement à attirer votre attention est le respect du courant de décharge continu maximum. Il s'agit d'une information donnée par le constructeur, la respecter qui vous garantit de vapoter sans risquer de vous faire exploser votre accu dans la tronche (c'est rare mais c'est déjà arrivé).

Pour vérifier que nous sommes bien dans les préconisations du constructeur nous allons avoir besoin de connaître 4 valeurs :
  • La tension : 3,7 volts pour un Li-Ion ou un IMR standard, 3v pour les CR2 ou r123.
  • La capacité de l'accu : elle est exprimée en mAh par le constructeur
  • Le courant de décharge maximum (on va l'abréger en CDM, mon clavier fatigue...vous aussi ? C'est dommage on attaque la partie intéressante) : exprimée le plus souvent en facteur de C, parfois en A (ce qui évite d'avoir à la calculer d'après le facteur de C et la capacité).
  • La résistance de l'ato (ou du montage) : indiquée par le fabriquant ou mesurée au multimètre.

Il faut donc vérifier que le courant de décharge maximum (CDM) reste supérieur à l'intensité demandée par le circuit (I). Soit :

CDM>U/r

Tout ça pour ça ? Eh oui...

Ce qui nous donne pour un ato 1,5 et 1 seul accu 3,7v : CDM>2,4666666666..... (3,7/1,5)
Pour ce type de montage l'accu doit donc être certifié pour 2,5A minimum. Sachant qu'un Li-Ion de qualité sort 2C, il faudra donc qu'il ait une capacité mini de 1250mAh (2500/2). Un Li-Ion de basse qualité n'étant la plus part du temps capable que d'1C, il devra faire 2500mAh. Pour un IMR qui sort au minimum 5C on aura besoin que d'une capacité de 500mAh (2500/5).

Prenons maintenant le cas d'un ato 2 ohm et de deux accus 3V en série (soit 6v). Comme on le sait : quand on monte 2 accus identiques en série on double la tension sans modifier la capacité (2*3v-1000mAh=6v1000mAh).
On a donc maintenant besoin d'un CDM>3A (6/2). On voit que même en ayant augmenté la valeur de R (à 2 ohm) il nous faudra des accus de capacité supérieure. Avec des accus qui sortent 2C (rares dans les petits formats) il nous faut des accus d'une capacité minimale de 1500mAh. Comme bien souvent le CDM de ces petits accus est de 1C ou moins : il nous faudrait avec des accus premier prix des capacités (réelles en plus !) d'au moins 3000mAh, ça n'existe pas.

Dans la même logique testons du 7,4v avec un ato 1,5. : CDM>5 (7,4/1,5) On voit bien qu'à part l'IMR point de salut possible avec ces petits accus.

On devrait normalement mieux commencer à comprendre pourquoi la majorité des accidents avec les accus surviennent en HV avec des empilages de petits accus Li-Ion. Sachant qu'un empilement d'accu s'appelle un « stack » d'accus, on pourrait même être tentés de dire « stack d'accus=steack de main ».

La seule solution véritablement secure pour les tensions de vape supérieures à ce que peut fournir un unique accu 3,7v semble donc être le mod électronique régulé avec booster (penser à lui fournir des accus capables de sortir la puissance demandée). Et ce malgré son coût supérieur. La solution consistant à empiler des accus dans un full méca est un risque dont il faudrait mesurer les possibles conséquences avant de s'y essayer.

Pour vérifier si votre accu est capable d'alimenter votre mod avec booster : (Pm étant la puissance demandée par le mod et Um la tension du mod)
pour les mods à voltage variable (VV) :calculer la puissance demandée Pm=Um²/r
pour les mods à puissance variable (WV) : on sélectionne directement Pm sur le mod
divisez ensuite Pm par la tension de l'accu. Vous obtiendrez l'intensité demandée à l'accu qui devra rester inférieure à son CDM.

Allez pour finir quelques anal(chuuuuut!)ogies vite fait :


Utiliser un accu avec un courant de décharge maximum trop faible : C'est comme faire du saut à l'élastique avec un élastique de slip.

Utiliser un accu avec un courant de décharge maximum trop faible mais protégé : c'est comme faire du saut à l'élastique avec un élastique de slip, un casque et un parachute. On a une sécurité mais qui risque de se mettre en œuvre trop tard.

Utiliser un accu avec un courant de décharge maximum correct et une protection : c'est comme sauter à l'élastique avec le bon élastique, un casque et un parachute, une protection supplémentaire.

Utiliser un mod ou un ato réparable sans avoir contrôlé le montage au multimètre c'est toujours comme au dessus mais sans vérifier son harnais et la fixation de l'élastique.

Et si on aime pas le saut à l'élastique ? On cherche d'autres analogies ;) :mrgreen:

Pour finir de préciser ma pensée, mon choix s'est porté, pour les raisons indiquée ci-dessus, sur :
  • des IMR utilisées en respectant les CDM préconisés par leur constructeur
  • un mod doté d'un évent (pour éviter la montée en pression en cas de dégazage de l'accu)
  • un contrôle au multimètre régulier du mod et des accu et systématique pour tout nouveau montage
Ce choix est strictement personnel : il ne saurait être considéré comme une recommandation ou un jugement porté sur les choix différents.

Merci de votre patience, bien sûr ce post est ouvert au débat et aux informations complémentaires. Les experts sauront corriger les erreurs et inexactitudes ce post.
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Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar Bru » mer. 15 févr. 2012, 16:31

Joli post .. Je le mets en post it dans cette rubrique .. ;)
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Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar Dam7s » mer. 15 févr. 2012, 16:36

Très bien. Très très bien.
Normal puisque pour une fois j'ai tout compris :mrgreen: .

:respect: et merci à toi !
------------------------------ Damien ------------------------------

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Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar Willy » mer. 15 févr. 2012, 17:07

Très bien expliqué. :D
Bien faire et laisser dire

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Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar cheschire » mer. 15 févr. 2012, 17:31

Super post qui est clair et donc utile pour tout le monde!

Du coup après on se pose des questions sur le fait de mettre en Ato lr sur une batterie ego(lion ou imr?)

mayannick

Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar mayannick » mer. 15 févr. 2012, 17:32

Très bon post, voilà pourquoi je vape sur du AW 18650-31 sécurisé et charge suffisante. Je saute à l'élastique avec 2 élastiques moi monsieur^^

Un petit chapitre sur l'ego ne serait pas de refus. ;)

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Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar ploche » mer. 15 févr. 2012, 18:36

Clair, net, merci pour ce cours :)

J'adore et j'ai tout compris, allez hop à ma calculette pour vérifier tout ça sur mon EVO ;)
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Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar oOBiomanOo » mer. 15 févr. 2012, 23:34

Beau travail de synthèse, bravo :respect:

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Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar Johan » jeu. 16 févr. 2012, 10:07

mayannick a écrit :je vape sur du AW 18650-31 sécurisé et charge suffisante. Je saute à l'élastique avec 2 élastiques moi monsieur^^


Je t'ai toujours trouvé un peu timoré... :mrgreen:

cheschire a écrit :Du coup après on se pose des questions sur le fait de mettre en Ato lr sur une batterie ego(lion ou imr?)


A priori (c'est à confirmer) je dirais Li-Ion, vu la taille et la capacité annoncée des accus, c'est la chimie qui me parait le pus probable. On va être optimiste et considérer qu'il s'agit de Li-Ion spécialement sélectionnés pour les contraintes de la vape (fortes intensités), donc on va dire que ce sont des 2C.

Deux cas sont à distinguer : l'eGo "Joye" qui sort 3.3v d'un accu 3.7 et la Riva (donc non régulée) qui sort les 3.7v.

Sur la Riva : 3.7v/1.5=2.46, on a déjà fait le calcul il nous faudrait des batteries 1.250mAh, même la plus grosse des Riva est déjà limite, pour la 650 on lui demande le double de ce qu'elle est censée sortir.

Pour l'eGo : il faut tenir compte de sa gestion du courant et la traiter comme un mod électronique. On calcule Pm avec 3.3²/1.5, ce qui nous donne 7.26w à sortir d'un accu 3.7v. : 7.26w/3.7v=1.96A. Toujours avec une batterie 2C, il nous suffit d'une capacité de 980mAh pour rentrer dans les clous, et là, la plus grosse passe sans souci.

Pourquoi on a pas plus d'accidents avec les batteries eGo ? Plusieurs raisons :
  • Elles sont protégées : le switch électronique de la Riva comprend le même genre de protection que sur un accu protégé et la régulation de la batterie eGo est elle carrément comparable, toutes proportions gardées, à l'électronique d'un mod.
  • L'emballement n'est que l'hypothèse la plus catastrophiste. Dans la quasi totalité des cas le dépassement de courant de décharge maximum ne va pas se traduire par un emballement de l'accu mais juste son vieillissement ou sa mort prématurée.
  • Il faut croire que les chinois sont encore plus radins sur l'électronique du switch que sur l'accu, c'est généralement lui qui lâche bien avant l'accu.

La recommandation la plus sage serait quand même de n'utiliser le LR que sur les plus grosses capacités d'eGo/Riva. Il devrait par contre être banni, le LR, des modèles ayant des capacités inférieures comme les 510 et KR808.

Ça me rappelle un vieux chant révolutionnaire dont je ne me rappelle plus le titre mais dont la morale est à peu près :
La taille d'une bombe importe peu, ce qui compte le plus c’est l'endroit où elle explose.

Nos e-cigs et nos mods sont généralement dans nos mains et au contact de notre visage. La tête et la main, ce n'est pas le moins important chez un humain.

Alors ne soyons pas non plus trop catastrophistes avec ces calculs théoriques, je ne voulais pas faire peur à tout le monde, et surtout pas aux débutants avec une eGo. Les utilisateurs dont je cherchais le plus à attirer l'attention sont bien ceux qui empilent des accus de petite capacité afin de faire du HV dans des mods full méca. Ils prennent, AMHA, des risques sans commune mesure avec celui de solliciter un peu trop une eGo avec un DC.
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Re: Les accus et les mods qui font boum.

Messagepar scoof » ven. 23 mars 2012, 23:08

[quote]Utiliser un accu avec un courant de décharge maximum trop faible : C'est comme faire du saut à l'élastique avec un élastique de slip.[/quote

Et voila ... Ma femme m'a encore pris pour un fou a me voir eclater de rire devant mon clavier!

Sinon super post excellent et utile :)
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