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L’énergie, exigences et opportunités
Application à la robotique mobile et à l’embarqué
RobotX, Y-Parc, le 18 juin 2008
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Sommaire
• Instantané du paysage robotique• Vecteurs d’énergies disponibles• Exigences en robotique / embarqué• Opportunités à saisir• Technologies nouvelles et à venir• Débat/Questions
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Instantanédu paysage robotique
• Alimentation par piles ou batteries Lithium-Ion• Batteries au plomb ou NimH/NiCD pour les plates-
formes conséquentes (remplacement par Li-po)• Consommateurs divers : moteurs, capteurs, LED,
accessoires (gripper, caméra, …)• Autonomie des robots entre 0.25 et 4h
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Instantanédu paysage robotique
Hemisson:
Pile alcaline 9V
Autonomie 15min
Khepera 2:
Accu NimH 4.8V
Autonomie 1h
Khepera 3:
Li-Po 7.4V
Autonomie 4h
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Instantanédu paysage robotique
Densité énergétique [Wh/kg] :
Plomb 30-50
Plomb scellé 40-60
NiCd 45-80
NimH 60-120
Li-ion 110-160
Li-po 100-200
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Vecteursd’énergies disponibles
• Piles (alcalines, …), supercapa, accu Li-ion/Li-po, plomb• Technique solaire• Pile à combustible
• Sources pour recharger les accus :hydraulique, gaz, biomasse, énergie éolienne (ou alors en docking-station)
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Exigencesen robotique / embarqué
• Pas d’effet mémoire• Autodécharge faible• Encombrement réduit, densité d’énergie élevée• Pas d’émission (gaz, liquide)• Température d’utilisation• Prix faible
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Opportunitésà saisir
• Utilisation d’accu recyclables (zinc-argent : 30-40% d’autonomie en plus que Li-po, recyclable à 95%)
• Pile au méthanol (PAC ‘sans risque’ et petite)• Énergie du champ magnétique environnant (parasite)• S’affranchir de notre dépendance au pétrole !!
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TechnologiesNouvelles et à venir
Présentation de la société Accutron et de quelques nouvelles technologies
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TechnologiesNouvelles et à venir
LiFePo4 (Lithium Iron Phosphate):
•Moins dangereux que Li-Ion
•Rechargeable à haute température
•Durée de vie énorme (plus de 1000 cycles)
•Tension nominale de 3.3V (charge à 3.9V)
•Décharge en continu à 7C et en pic à 20C
•Disponibilité de Fer et Phosphore importante dans la nature
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TechnologiesNouvelles et à venir
LiFePo4 (Lithium Iron Phosphate):
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TechnologiesNouvelles et à venir
LiCoO2:
•Compatible avec Li-Ion
•Bonne courbe de décharge à basse et haute température
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TechnologiesNouvelles et à venir
LiCoO2
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TechnologiesNouvelles et à venir
LiMn2O4:
•Compatible avec Li-Ion
•Vieillissement excellent
•Recharge rapide (2C)
•Intensité de décharge importante (+10C)
•Bonne courbe de décharge à T° < -20°C
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TechnologiesNouvelles et à venir
LiMn2O4
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TechnologiesComparatif
LiFePO4 LiCoO2 LiMn2O4
Theoretic capacity per
gram [mAh/g]170 145 148
Discharge plateau [V ]
3.2~3.3 3.6~3.7 3.6~3.7
Cycle life>1000 cycle >500 cycle >300 cycle
Hi-temp performance
>75 0~45 0~45
Safety Superior Normal Better
Hi-current discharge
10C>5 minInstant>20C
10C>5 minInstant>25C
Worse
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DébatQuestions
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