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Le choix des accus pour une box électronique

  • Par , le 29/08/2017 à 11h50
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Le choix des batteries pour une box électronique est important, et bon nombre de mythes ont la vie dure sur la question, comme tenir compte de la résistance de l’atomiseur. Voici la bonne formule.

Pour faire simple

Pour tout vous expliquer, cet article va devoir être un peu technique, du moins faire appel à quelques formules de physique. Si vous ne souhaitez pas vous compliquer avec les détails mais juste savoir comment choisir vos accus, voici un tableau qui vous indiquera quelle intensité (en ampères) vous allez tirer sur chacune des batteries de votre box en fonction de la puissance à laquelle vous vapez. C’est le principal paramètre qui vous permettra de choisir vos batteries.

Vous pouvez également directement consulter notre selection des 5 meilleurs accus 18650 si vous souhaitez simplement connaître la référence d’accu qui sera la plus adaptée à votre utilisation.

Les quatre tableaux “1 accu”, “2 accus” etc. indiquent combien de batteries il y a dans votre box. Choisissez le tableau qui lui correspond.

Dans chacun, il y a deux lignes. Dans la ligne “Watts”, repérez la puissance maxi de votre box, ou mieux la puissance maxi à laquelle vous vaperez, en prenant une marge : si vous ne vapez jamais au-delà de 45 W, retenez 50.

Juste en dessous dans la ligne “Amp/accu”, vous aurez l’intensité maxi en Ampères que vous tirerez sur chacun de vos accus (ou sur votre accu s’il n’y en a qu’un).

Par exemple, pour une box double accus (donc le tableau “2 accus) à 80 W, vous tirerez au maximum 13,2 ampères sur chacun des accus. Il ne reste qu’à vous rendre à la fin de cet article au paragraphe “Les batteries recommandées” pour faire votre choix en fonction de que vous savez désormais être votre besoin en ampérage pour vos batteries.

Et oui, ce calcul ne tient pas compte de la résistance des montages, elle n’a aucune incidence avec une box électronique, pas plus que la configuration série ou parallèle des batteries. Si vous voulez comprendre pourquoi, on va faire un peu fonctionner les neurones.

La loi d’Ohm avec les mécas

Beaucoup d’erreurs viennent de l’application aux mods électroniques des règles spécifiques aux mods mécas. Dans les deux cas, il s’agit bien de la loi d’Ohm, mais on l’applique de manière différente et cela change nettement les résultats.

Dans un mod méca, la batterie est en contact direct avec la résistance. La loi d’Ohm peut s’appliquer sous sa forme I=U/R, c’est à dire l’intensité (en ampères) est égale à la tension (en volts) sur la résistance (en ohms).

Plus le montage à une résistance basse, plus il recevra de puissance (plus de watts) et plus on va demander un courant (en ampères) important à la batterie. Plus la batterie se vide, moins l’ensemble sortira en intensité et en puissance.

Dans le cas de box mécas avec plusieurs accus, la distinction entre les montages en série et en parallèle est effectivement essentielle. Dans un cas on va diviser le courant tiré sur chaque batterie, et on pourra additionner les courants de décharge maxi (CDM). Dans l’autre, on additionne les tensions sans additionner les CDM. Ça, tous les utilisateurs de mods mécas le savent (ou devraient vraiment le savoir).

En résumé, la configuration (série ou parallèle) des batteries et la résistance du montage (donc la loi d’ohm) sont des paramètres essentiels à prendre en compte avec les mods mécas. Et vous n’avez rien appris jusqu’ici si vous utilisez un méca et que vous ne voulez pas finir au journal télé avec un trou dans la main, prétendre le contraire serait tout simplement dangereux.

On voit souvent ce raisonnement classique et ces calculs appliqués aux box électroniques. Pas de bol, ça ne marche plus, et c’est même tout l’intérêt de la chose. 

La loi d’Ohm avec les box électroniques

Question piège : quelle est la résistance appliquée aux bornes des accus dans un mod électronique ? Pas celle du montage, mais celle du chipset, le circuit électronique de la box, que vous ne connaissez pas ! Alors comment appliquer la loi d’Ohm de la même manière qu’avec un mod méca sans connaitre la résistance aux bornes des accus ?

C’est simple. Peu importe la résistance de votre montage :  les batteries sont en contact avec le chipset. Toute la différence est là. Et pour les batteries, la différence est énorme.

On applique toujours la loi d’Ohm évidemment, mais cette fois sous sa forme I=P/U, c’est à dire l’intensité est égale à la puissance divisée par la tension. C’est logique : pas de question de résistance, de toute façon on ne la connait pas (encore une fois aux bornes de l’accu, donc de celle du chipset).
Par contre, la puissance intervient : ça tombe bien, c’est ce qu’on règle sur une box électronique.
La tension des batteries intervient également, on va voir comment.
Puisqu’on parle d’une puissance, la configuration série ou parallèle des accus n’a absolument aucune importance. Si on a 60 W en sortie, ça sera 30 W par accu s’il y en a deux, 20 W par accu s’il y en a trois et 15 W par accu s’il y en a quatre et ce quoi qu’il arrive et quelle que soit la façon dont ils sont montés. La puissance se répartit de manière égale entre les accus, peu importe comment ils sont configurés.
Pour connaitre l’intensité demandée dans une box électronique, le calcul est donc I=P/U, qu’on adapte pour avoir l’intensité demandée à chaque accu :

Intensité par accu = (puissance réglée en watts sur la box / nb d’accus) / tension de l’accu.

Bref, ça ne dépend que de la puissance que vous avez réglé sur votre box, du nombre d’accus et de la tension actuelle de chaque accu. Et, pour bien insister, absolument pas de la résistance de votre montage, ni de la configuration des accus. Celle-ci change la tension appliquée au chipset bien entendu, et il gère celle envoyée au montage différemment selon qu’il a 8,4 ou 4,2 V en entrée, mais ça ne concerne que le fonctionnement interne du chipset, aucun intérêt ici.

Donc si vous avez une box double accus, qu’ils sont chargés (4,2 v) et que vous réglez votre box sur 60 W, vous tirerez (60/2)/4,2= 7,14 A sur chacun des accus, qu’ils soient en série ou en parallèle.

Avec le même réglage mais accus déchargés, disons à 3,5 V, ça sera (60/2)/3,5 = 8,57 A par accu. Ça marche donc à l’envers par rapport à un méca, le chipset tire plus sur les accus quand ils sont moins chargés. Logique, il doit sortir la même puissance avec moins de tension à l’entrée que lorsque l’accu est plein.

On peut également noter que pour les mods qui affichent un ampérage, il s’agit de celui appliqué au montage, pas celui au niveau des batteries. Vous remarquerez d’ailleurs qu’il correspond à la loi d’Ohm version classique, celle des mods mécas. Si vous calculez l’ampérage avec la résistance et la tension affichées, vous trouverez la même valeur que celle à l’écran. Rien à voir avec celui qui nous intéresse ici, ne vous en servez pas pour le choix de vos batteries.
Par exemple, une box double accus, chargés à 4,2 V, montage de 0,5 Ω et puissance à 60 W. Le chipset va sortir 5,48 V et 10,95 A sur la résistance, valeurs qu’il va afficher. Par contre, il tirera 7,51 A sur chaque accu, valeur qui nous intéresse ici et qui n’est pas sur l’écran.

Pour être plus précise, la formule doit également prendre en compte l’efficacité du chipset, c’est à dire prendre en compte la perte générée par le chipset lui-même. Les chipsets sont souvent censés avoir une efficacité de 95 %, il y a donc 5 % de gaspillés. C’est une valeur un peu optimiste, la réalité est probablement plus souvent autour des 85 ou 90 %, mais on va partir là-dessus.
Il faut donc diviser le résultat précédent par 95 % et la formule complète devient ainsi

Intensité par accu = ((puissance réglée en watts sur la box / nb d’accus) / tension de l’accu) / 0,95

Sur une calculatrice, vous tapez donc dans l’ordre :
Puissance maxi / nombre d’accus / tension mini / 0,95 =

Comment choisir ses accus pour une box électronique

Du coup, comment choisir ses accus pour une box électronique ? Cela dépend du nombre d’accus de votre box et de la puissance à laquelle vous allez vaper. Prenez la puissance maxi que vous utiliserez, ou la puissance maxi de la box si vous pensez l’utiliser.

L’intensité maxi que vous demanderez à chacun de vos accus se calcule comme ça :

Intensité maxi par accu = ((puissance maxi sur la box/ nombre d’accus dans la box) / Tension mini des accus) / 0,95

La tension mini des accus est celle de coupure de la box. Quand les accus tombent à la tension mini, la box vous affiche quelque chose comme “batteries faibles” et s’arrête. C’est assez facile à trouver : mesurer la tension des batteries quand la box vous a dit de les recharger. Si vous ne pouvez pas la mesurer, prenez 3,2 V, vous ne serez en général pas loin du compte.
Certaines box mesurent la tension en charge et coupent quand elle descend à 2,8 V. Si vous voulez avoir de la marge, prenez cette valeur dans les calculs.

D’après ce calcul, pour une box simple accu à 75 W, on demande ((75/1)/3,2)/0,95=24,67 ampères à l’accu quand il arrive à 3,2 V. C’est un maximum pour la plupart des accus style 25R, ce qui explique que la plupart des box simple accu ne montent pas (ou pas longtemps) au-delà de 75 W, et recommandent des accus de 25 A.
On peut retrouver cette valeur avec la tension nominale (moyenne) des accus qui est de 3,6 V, ce qui donne 72 W à 20 A, la limite de la plupart des accus en courant continu. Les 75 W par accus sont clairement la limite idéale que les box devraient demander aux accus.

Cela explique aussi qu’initialement beaucoup de box double accus s’arrêtaient à 150 W. C’était la limite raisonnable. Le marketing aidant, les fabricants ont reculé la limite à 200 W, ce qui représente ((200/2)/3,2)/0,95=32,89 A par accu quand ceux-ci arrivent à 3,2 V. Là, ça fait beaucoup.
Vous avez l’explication au fait que la box ne sortira pas les 200 W avec des accus déchargés, et que le volt sag (la différence entre la tension à vide et la tension en charge d’un accu) aidant vous pourrez avoir plus d’autonomie à 200 W en utilisant un accu 1500 mAh/30 A qu’avec un 3000 mAh/20 A.

Oui, mais dans ce cas pourquoi les box 200 W ne peuvent les sortir qu’à des résistances basses, si la résistance du montage n’intervient pas ? Bonne question, je me remercie de l’avoir posée.  La résistance du montage intervient pour le chipset, c’est lui qui doit sortir les 200 W dessus. Il faut qu’il ait une tension de sortie suffisante, et plus la résistance du montage est haute plus cette tension doit être élevée. C’est la loi d’ohm classique qui revient, puisqu’on est au niveau de la résistance et du chipset. Pour avoir 200 W avec un montage à 0,4 Ω, il faut que la box sorte 9 V, peu de box vont au-delà. C’est la limite de la tension maxi du chipset, pas la batterie.

Oui (décidément !), mais certaines box ne sortent pas non plus les 200 W avec les résistances trop basses non plus ! Bien vu, mais là il s’agit de la limite du chipset en ampérage de sortie. À 200 W, sur une résistance de 0,1 ohm, le chipset doit sortir 45 A, c’est énorme. Et 63 A avec une résistance de 0,05 ohm toujours à 200 W. C’est à nouveau la limite du chipset qui intervient, cette fois en ampérage de sortie.

Par contre, si vous vapez à 40 W maxi et que vous avez choisi une box double accus pour l’autonomie, vous pouvez aller jusqu’au bout et choisir des accus qui ont une capacité (les mAh) supérieure, le fait qu’ils aient un “ampérage” maxi plus faible ne sera pas un souci : pour 40 W avec une double accus, vous le demanderez jamais plus de 7,5 A à chaque accu, et encore si la box les fait descendre à 2,8 V ! Vous pouvez utiliser une batterie de 3 300 mAh/10 A sans soucis, et avoir plus d’autonomie qu’avec une classique 2500 mAh/20 A.

À noter également que la résistance du montage n’intervient pas dans le calcul. Cela implique qu’elle n’influence pas l’autonomie de la box ! Si vous avez un doute : la capacité (donc l’autonomie) d’une batterie se mesure en milliampères par heure : la batterie peut sortir ce nombre de milliampères pendant une heure. Les ampères que vous tirez sur la batterie ne dépendent pas de la résistance du montage. Donc l’autonomie non plus : elle dépend de l’ampérage tiré sur la batterie, qui lui-même ne dépend pas de la résistance du montage.
Vous aurez donc exactement la même autonomie, à puissance égale, que vous vapiez avec un montage à 1 Ω ou avec un montage à 0,2 Ω. Inutile donc de faire des montages dont la résistance est plus élevée pour avoir plus d’autonomie, ça ne sert à rien avec une box électronique. C’est valable pour le mode puissance autant que pour le contrôle de la température.

Vous savez maintenant calculer quel “ampérage” vos accus doivent accepter pour fonctionner correctement dans votre box électronique, en fonction de votre utilisation. C’est important : les box détectent indirectement une charge excessive d’une batterie. Mais d’une part vous n’aurez pas une expérience de vape agréable si votre box coupe en permanence, et d’autre part si cette protection ne fonctionne pas, vous accus peuvent dégazer ou, pire, exploser, même si ce risque est infime.

Pour aller plus loin…

Le thème des batteries est vaste, nous lui avons consacré une série d’articles pour faire le tour de la question.

  • Pour vous permettre de choisir facilement et sans vous tromper, nous avons sélectionné les 5 meilleurs accus 18650. Un guide simple pour aller directement à l’essentiel.
  • Au-delà du choix d’une référence de batterie, il y a des marques à recommander et d’autres à éviter. Nous avons dont dressé le tableau d’un marché partagé entre les fabricants et les “rewrappers” pour savoir quelle marque d’accu choisir.
  • Pour simple qu’il soit, le rechargement des accus ne doit pas se faire n’importe comment et méritait largement un article dédié pour le faire efficacement et en sécurité.
  • Acheter la bonne batterie, c’est bien, mais la conserver longtemps, c’est encore mieux ! Nous vous avons donc concocté un tutoriel complet pour prolonger la durée de vie de ses batteries.
  • Une batterie finira cependant toujours par perdre de ses performances, subir un choc ou un accroc sur son plastique de protection. Reste à savoir quand faut-il remplacer une batterie et comment s’en débarrasser.
  • Pour ceux qui veulent en savoir davantage, l’article sur les caractéristiques essentielles des batteries vous explique tout sur ce que sont vraiment la capacité et le courant de décharge maximal des batteries, et comment on les détermine.
  • Et si vous voulez tout comprendre pour optimiser le choix et l’utilisation de vos batteries, l’article sur les caractéristiques techniques des batteries approfondit les notions de résistance interne, de volt sag, de tension nominale et détaille les différentes chimies.
  • Et un peu à part, un article sur les explosions des batteries des cigarettes électroniques. Les medias s’en régalent, on sait qu’elles sont rarissimes, il était important de faire le point sur ce sujet explosif afin de le comprendre, et surtout de pouvoir éviter qu’il vous arrive.


* J’ai laissé quelques termes discutables pour rendre cet article plus lisible (ou moins rébarbatif), les puristes me le pardonneront. Oui, on dit bien « courant de décharge maximal » et non « ampérage » (qui est impropre quoi qu’il veuille signifier), une « batterie » n’est pas un « accu », etc. On n’est pas à un examen de physique, j’en profite pour rendre la lecture plus intuitive.
 

N’oubliez pas !

  • Ne jamais utiliser un accu au-delà de ses caractéristiques, pour sa longévité autant que pour votre sécurité.
  • Toujours transporter ses accus dans une protection adaptée, la majorité des rares accidents est liée à un transport des batteries nues.
  • N’utiliser que des accus en parfait état, sans égratignures ni d’impacts.
  • Un accu ne se jette pas, il se dépose dans une boîte de recyclage spécifique.

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