Tests sur la durée de vie des boites NiMh DigiPeak
Récapitulatif du Process Digipeak
Les surfaces de contacts des éléments sont dégraissées avant la mise en place en machine.Les opérations qui suivent sont toutes robotisées et ne nécessitent aucune manipulation manuelle.
La première opération ,consiste détecter les éléments ayant une tension nul (0 Volt) et à les écarter du process.Les opérations suivantes consistent à cycler les éléments pour obtenir leurs stabilisations en valeurs.Certaines valeurs sont enregistrées pendant le dernier cycle afin de paramètrer l'élévation en tension des éléments (Boostage).Chaque élément sera Boosté avec des paramètres propres afin de garantir un maintient en qualité de l'élément (GVI process).Vient ensuite le cycle de mesures pour la mise en boite.Toutes les données enregistrées pendant ce dernier test sont stockées. Enfin ,la mise en boite est gérée par une unité informatique permettant d'avoir l'équilibre parfait entre tous les éléments d'une même boite.Chaque boite DigiPeak est équilibrée de la même manière ,il n'y a pas de préférence en fonction de la destination.Ces tests vous permettrons de mieux comprendre pourquoi nos boites donnent de la régularité ,de la puissance sur toute la plage d'utilisation et une autonomie supérieur.Pour les conseils de charge ,rendez-vous Ici
Eléments Testés
Pour éffectuer cette première série de tests (publiés au point 2) ,5 éléments du type IB 4200 SHV ayant subit tous les cycles et tests du process DigiPeak ,ont été pris dans le stock au hasard. De ce fait ,la durée de stockage est différente pour chacun d'entre eux et est comprise dans un intervalle de 2 semaines à 4 mois. En production, chaque élément est rechargé en fin de test à un faible taux de charge,mais suffisant pour qu'il puisse être stocké plusieurs mois.
La deuxième série de tests (publiés au point 3),est une mesure éffectuée sur une boite DigiPeak ,utilisée en conditions réelles de course.Cette boite a été utilisée à douze reprises.Chaque élément a ensuite été replacé en machine pour un test de performance. Les valeurs de chaque test ont été comparées aux valeurs originales enregistrées pendant le process de production.
Les tests éffectués
1 - Tests sur des éléments ayant une tension nul (Zéro Volt)
2 - Résultats des tests éffectués en machine sur 5 éléments provennant de notre stock.
3 - Résultats des tests éffectués en conditions réelles de course sur 1 boite DigiPeak.
4 - Tests éffectués sur le comportement en température d'un élément neuf et sur une boite de 5 éléments DigiPeak pendant la charge
1 - Tests sur des éléments ayant une tension nul (Zéro Volt)
Ces éléments ont des caractéristiques et un comportement ,par rapport aux autres éléments ,trés différent pendant la charge.Certains d'entre eux ,possèdent une résistance proche du court-circuit et ne peuvent dépasser 0,5 Volt en charge !!! D'autres se chargerons sans problème apparant et arriverons approximativement à la tension recommendée pour la fin de charge ,mais redescendrons à 0 Volt après quelques jours ,alors qu'un élément correct tiendrai largement plus de six mois.La température en fin de charge de ces éléments sera anormalement élevée et pourra atteindre 55 Degrés (Un élément correct atteind toujours la fin de charge autour des 41 Degrés).La pression interne sera également trop importante et la soupape de sécurité positionnée sur le pôle positif, pourra souvrir ,permettant au gaz en surpression de s'échapper afin de ne pas atteindre l'explosion de l'élément. Une fois cette soupape ouverte ,l'électrolyte s'échappera de l'élément.Le graphique ci-contre permet de se rendre compte d'un tel comportement en charge.Plusieurs tests ont été réalisés en ce sens et ont donnés les mêmes résultats. Ici ,le graphique vous montre les courbes de charge et de décharge pour 2 éléments différents ,rejetés par le process, en blanc et en rouge ,avec 1 élément en ordre ,en vert. Remarquez la tension importante en debut de charge et le résultat de ces deux éléments en décharge ,la puissance disponible après 320 secondes chute de manière importante.En utilisation réelle ,avec ces éléments inclus dans un assemblage ,vous "sentirez" un palier au bout de 4 minutes et dans la plupart des cas vous ne pourrez finir votre run.Ces éléments donnent généralement de faux Peak en début de charge et stop le chargeur.
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2 - Résultats des tests éffectués en machine sur 1 élément provennant de notre stock.
17 cycles Charge/Décharge ont été éffectués sur les 5 éléments.Tous présentent les mêmes évolutions.Pour simplifier ,on communique les mesures pour un seul élément.Les éléments ont été chargés sous un courant de 5 Ampères ,la détection de fin de charge est effectuée par le delta peak de l'élément et fixé à 5 Mv. 40 minutes avant chaque recharge ,les éléments ont été déchargés sous un courant de 5 Ampères continu ,coupure 0.95 Volt.Les temps de repos entre chaques cycles ont été comprit dans un interval allant de 24 à 72 Heures.Les conditions de charge/décharge sont optimum du fait que les tests ont été éffectués en machine et totalement robotisés.
On observe une légère augmentation de l'autonomie jusqu 'au neuvième cycle de charge/décharge.L'explication du phénomène est la suivante : un élément est composé d 'un bobinage (Enroulement Positif et Enroulement Négatif + Isolant).Au centre de cet enroulement il y a un espace dans lequel le fabricant introduit une certaine quantité d' électrolyte avant le certissage (Fermeture du boitier) du pôle positif. Pour expanser l 'électrolyte dans le bobinage ,le fabricant centrifuge l'élément à haute vitesse.Ansi ,l électrolyte est répendue dans les enroulements.La méthode n'est pas parfaite et donc une certaine partie reste "sèche". L'utilisation des éléments en charge/décharge permet de parfaire l'expansion de l'électrolyte dans tout le bobinage et donc d'améliorer certaines performances.Ici ,on gagne 11 secondes en autonomie et 9 MVolt en tension au bout du neuvième cycle de charge.Dans les cycles suivants ,on voit une chute en tension plus importante que la chute en autonomie.
3 - Résultats des tests éffectués en conditions réelles de course sur 1 boite DigiPeak.
Courbes lors de la conception de la boite
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Courbes après 12 utilisations en condition réel de course
Un grand merci aux pilotes ayant participés aux tests de ces boites sur les courses : Stéphane ,Hugo ,Aurélien et Alex . Référence de la boite : 328112086
Les boites testées ,ont à certaines occasions été utilisées 2 fois dans la même journée ,1 fois en qualification et 1 fois en finale, ce qui est préférable de ne pas faire.Les résultats obtenus lors des mesures en machine après le démontage des packs ,sont pratiquements identiques ,j 'ai donc retenu 1 boite de façon aléatoir pour la publication des graphiques. On constate qu'une boite DigiPeak garde de très bonnes performances tant en tension qu'en autonomie après 12 utilisations en course. Après ces 12 Run ,l'écart en autonomie entre les éléments est de seulement 13 secondes ,l'écart moyen en tension entre eux ,est de 14 MVolt. La boite est toujours correctement "Matchée".La perte en autonomie est de 20 Secondes soit ,4 % ,la perte en tension moyenne ,se chiffre à 12 MVolt. Après ces 12 utilisations ,aucun palier de puissance n'a été constaté.Les courbes de droite ,montre bien que la puissance est toujours disponible et homogène sur toute la durée en décharge pour l'ensemble des éléments.Les bons résultats obtenus ,montre clairement que les assemblages digitalisés et robotisés DigiPeak sont de qualités supérieurs.
Les éléments démontés et nettoyés avant leur remise en place en machine
4 - Tests éffectués sur le comportement en température d'un élément neuf et sur une boite 5 éléments DigiPeak pendant la charge
Ce test a été éffectué afin de vous rendre compte du comportement de la température sur un élément pendant la charge.Le phénomène a toute son importance,car il procure des "dérèglages" important et définitifs ,sur le comportement des boites "Matchées" et donc sur les performances. Les paramètres suivant ont étés choisis : Courant de charge : 5 Ampères continu ,le Delta Peak a été porté à 35 Mv afin de pouvoir surcharger l'élément. La courbe blanche représente la tension de l'élément et est référencée par l'axe de droite (en Volt) ,la courbe rouge représente la température et est référencée par l'axe de gauche (en degrés).L 'axe du bas ,represente le temps de charge (en Secondes).La température au démarrage du cycle de charge est de 21 Degrés.La tempéature reste à peu près stable jusqu'à 2600 secondes.A l'approche de la tension maximal (1,5388 Volt à 2766 Secondes) la température monte baucoup plus vite pour arrivé à 31,3 C° ,la pression interne monte également très vite à ce moment.Ensuite ,la tension redescend.C 'est ici que l'on recherche la tension du Delta Peak pour couper la charge.Soit dans notre cas 1,5388 - 0,035 = 1,5038 Volt.Vous constatez qu 'éffectivement ,la charge a été interrompue à cette tension.La température relevée à ce moment est de 57 C°.Inutile de préciser qu'à ce stade ,l'élément est "Mort" même si la soupape de sécurité ne s'est pas ouverte.Repportons nous maintenant à une tension de Delta Peak "Standart" soit 3 Mv.Cette tension est atteinte à 2895 Secondes.A ce point , la température est de 35,8 C°. A 41 C° ,cette tension de 3Mv est passée à 9Mv et nous sommes à 3010 Secondes de charge, il a donc fallu moins de 120 Secondes pour prendre plus de 5 C°.Si on calcul le temps nécessaire pour la détection du Delta Peak (3Mv) nous avons : 2895 - 2766 = 129 Secondes.
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Il est donc très important de "Matcher" les boites en tenant compte de la durée de charge de chaque élément .DigiPeak Process tient compte de cette durée de charge pour générer ses boites afin de minimiser les risques de déterioration des éléments du même boite et de conserver les performances optimum de départ. Les graphiques ci-contre montre la difficulté pour un chargeur de détecter les Delta Peak de chaques éléments.Les 5 éléments ont étés surchargés à 35 MVolt de Delta Peak pour l'occasion ,ils font partie d'une même boite DigiPeak 5 éléments ayant été utilisée à 4 reprises.
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Les courbes de couleurs , représentent les courbes de charge pour chaque élément et sont référencées par l'axe de droite.La courbe blanche (au dessus) représente la tension résultante des 5 courbes de couleurs et est référencée par l'axe de gauche.C'est cette tension que le chargeur contrôle.La ligne verticale en rouge identifie le moment ou le chargeur aurait du coupé la charge ,si il aurait été paramétré à un Delta Peak de 15 MVolts (5 éléments).A la coupure,au moment représenté par la ligne rouge verticale ,on voit nettement que l'élément N°3 représenté par la courbe jaune est à peine arrivé à sa tension maximum.L'élément N°1 (courbe rouge) est a 1,567 V soit un DPeak de 4 MVolts.L'élément N°2 (courbe Bleu) est a 1,566 V soit un DPeak de 3 MVolts.L'élément N°4 (courbe Cyan) est a 1,560 soit un DPeak de 6 MVolts.Enfin l'élément N°5 (courbe Verte) est a 1,556 V soit déjà un DPeak de 8 MVolts. Ici ,la durée entre la tension maximum enregistrée par le chargeur et la coupure en Delta Peak aurait pris 77 Secondes.Il vaut donc mieux charger sous un courant moindre ,ne pas dépasser 5 Ampères ,et monter lègèrement le Delta Peak à 4 ou 5 MVolts/Elément et utiliser la sonde de température sur une des cellules. Les boites DigiPeak sont "Matchées" en tenant également compte de la durée de charge des éléments.Vous ne gagnerez rien en chargeant à des courants supèrieurs ni en tension ,ni en autonomie,mais vous augmenterez l'escalade en température en fin de charge.Un gain en tension peut-être obtenu ,mais uniquement en sur-chargeant les éléments ,c'est à dire en augmentant le Delta-Peak afin d'augmenter la pression interne en fin de charge .Ce ne sera que de courte durée car dans ce cas ,vous abîmerez les éléments de façon irréverssible.

En fin de charge ,les éléments doivent êtres à température correct ,+/- 41 C°. Si vous avez des difficultés à maintenir vos mains sur les barrettes de connection utilisées pour assembler les éléments entre eux (ce sont elles qui renseignent le mieux la température de l'élément),c'est que vous avez de gros problèmes de détection de fin de charge,vous êtes en train d'abimer votre boite d'éléments.Pour les conseils de charge ,rendez-vous Ici
L'image ci-contre est une découpe d'un élément.Lors de la mise en "boite" par le fabricant,une pastille conductrice est placée dans le fond du boitier afin de connecter la partie Négative de l'enroulement sur le boitier.L'enroulement est ensuite inséré dans le boitier ,puis pressé pour assurer un bon contact entre l'enroulement et le boitier.Avec la surpression ,engendrée par une surcharge ,vous diminuez le pouvoir conducteur de cet ensemble en créant un vide et donc,vous augmentez considérablement la résistance interne de l'élément avec les conséquences qui s'en suivent sur les performances.Ceci intervient bien avant l'ouverture de la soupape de sécurité.
ATTENTION : Un élément coupé de la sorte et ou débobiné prendra feux ,même plusieurs minutes ,voir plusieurs heures, après dépose.Ne le mettez jammais en poubelle !!!!
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Recommendations pour les cycles de charge pour les boites DigiPeak
Utilisez un courant continu.Ne dépassez pas 5 Ampères pour le courant de charge afin de minimiser les risques de surchauffe et d'augmentation de pression intra-cellulaire. Programmez un Delta Peak compris entre 3 et 5 MilliVolts par élément.Utilisez impérativement la sonde de température et assurez-vous de son bon contact avec un des éléments.Programmez la température maximum à 42 C°.A cette température ,les éléments sont déjà bien chargés.Ne rechargez pas des éléments encore tièdes.Ne jammais faire de "re-peak" sur un Pack.Avant chaque recharge ,lisser les éléments sous un courant de 5 Ampères en Continus ,et non en pulsé.

Je vous recommande fortement de tester la détection du Delta Peak (fin de charge) de votre chargeur.Procédez comme suit ,raccordez un voltmètre (ne lisez pas l'affichage de votre chargeur) aux bornes de votre pack en charge.Détectez avant la fin de charge ,la tension maximum atteinte et notez la .Continuez à suivre la tension sur le voltmètre. Notez la tension atteinte juste avant la coupure. Faite votre calcul : Tension maximum - tension atteinte juste avant la coupure = Votre tension du Delta Peak programée (par ex en 5 Elem : 5 x 3 Mv = 15 Milli-volts).Dans certains cas ,vous comprendrez pourquoi j'insiste sur l'utilisation de la sonde de température.
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