Durée de vie de la batterie (charge du moteur)
Calculez l'autonomie de la batterie pour les systèmes motorisés en tenant compte de la consommation de courant du moteur, de son efficacité et de la profondeur de décharge.
Formule
t = C_usable / I_draw, C_usable = C × DoD
Comment ça marche
Exemple Résolu
Un robot 24 V équipé d'une batterie LiFePO4 de 20 Ah utilise deux moteurs d'entraînement consommant 8 A au total à pleine vitesse, mais fonctionne à un cycle de service de 60 % en moyenne. L'efficacité du système moteur est de 82 %. Étape 1 — Énergie utilisable par batterie : E_Utilisable = V × Ah × DoD = 24 × 20 × 0,90 = 432 Wh Étape 2 — Puissance électrique moyenne consommée : P_éléc = V × I_moyenne = 24 × (8 × 0,60) = 24 × 4,8 = 115,2 W Étape 3 — Puissance d'entrée provenant de la batterie (prise en compte de l'efficacité) : P_batterie = P_elec/η = 115,2/0,82 = 140,5 W Étape 4 — Durée de fonctionnement de la batterie : t = E_utilisable/P_batterie = 432/140,5 = 3,08 heures Étape 5 — Contrôle de capacité au taux C : I_AVG = P_batterie/V = 140,5/24 = 5,85 A → 5,85/20 = 0,29 °C — bien en deçà de la valeur nominale de décharge continue de LiFePO4 Résultat : le robot fonctionne pendant environ 3,1 heures à pleine charge avec un cycle de service de 60 %.
Conseils Pratiques
- ✓Enregistrez la consommation de courant réelle à l'aide d'un capteur de courant pendant des cycles de fonctionnement représentatifs : le courant moyen réel est presque toujours inférieur aux estimations les plus défavorables
- ✓Pour les cellules Li-ion, limitez la profondeur de décharge à 80 % pour prolonger la durée de vie du cycle ; les cellules NMC se dégradent rapidement en dessous de 2,8 V/cellule lors de décharges profondes répétées
- ✓Ajoutez une marge de sécurité d'autonomie de 20 à 25 % à votre autonomie calculée lors du dimensionnement de la batterie, ce qui permet de tenir compte du vieillissement (perte de capacité au cours des cycles de charge) et des charges plus élevées que prévu
Erreurs Fréquentes
- ✗Utiliser le courant de pointe du moteur au lieu du courant moyen : pour un robot fonctionnant à 60 % du cycle de service, cela surestime la consommation électrique de 67 % et sous-estime la durée de fonctionnement en conséquence
- ✗Ignorer les pertes du contrôleur et du câblage : les pertes de commutation du contrôleur de moteur de 5 à 15 % et les chutes de résistance des câbles réduisent le temps de fonctionnement réel par rapport aux calculs effectués uniquement avec le moteur
- ✗Oubliant que la capacité de la batterie diminue de manière significative à des taux de décharge élevés (effet Peukert), une batterie au plomb de 20 Ah ne délivre qu'environ 14 Ah à 2 °C de décharge
Foire Aux Questions
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