Il s'agit du chapitre B de la note C02 sur les radios tactiques et militaires, qui reprend le profil de fonctionnement du chapitre A pour en faire un design de pack: combien de cellules, quelle capacité et quelle marge la radio doit avoir pour remplir sa mission. Il suit la séquence réellement employée par un ingénieur - définir la mission et la convention de service, convertir les trois états de fonctionnement en un courant moyen, choisir la configuration de cellules pour la tension requise, appliquer les coefficients de déclassement à froid et en fin de vie, vérifier les limites d'impulsion et thermiques, puis définir l'organisation de la recharge sur le terrain. Deux exemples chiffrés sont montrés de bout en bout: une radio portative selon la convention 5-5-90 et une radio de patrouille selon la convention 1:9. Chaque nombre y est explicitement étiqueté comme illustratif et construit à partir de courants dans la plage de fiches techniques publiées, et non une spécification d'un produit nommé; les valeurs contraignantes d'un vrai projet sont la propre fiche technique de la radio et le plan de pack convenu.
Fait clé 1. Le dimensionnement part de la mission, pas de l'étiquette mAh. Les entrées sont les courants de la radio en veille, réception et émission, la convention de service qui les pondère, l'autonomie requise en heures et la température de fonctionnement. Deux conventions apparaissent sur le terrain: 5-5-90 (5 pour cent émission, 5 pour cent réception, 90 pour cent veille) et 1:9 (une partie émission, neuf parties réception, sans veille séparée). Les chiffres d'autonomie ne sont comparables que lorsque convention et température correspondent.
Fait clé 2. Le courant moyen est une somme pondérée, et la capacité est le courant moyen multiplié par les heures. Dans l'exemple illustratif portatif ci-dessous, des courants de 0,08 A en veille, 0,3 A en réception et 1,6 A en émission selon 5-5-90 donnent une moyenne de 0,167 A, donc un poste de dix heures nécessite 1,67 Ah de charge. L'état d'émission ne représente que 5 pour cent du temps mais contribue pour près de la moitié du courant moyen, raison pour laquelle l'autonomie d'un gros parleur s'écarte vite du chiffre publié.
Fait clé 3. Le nombre de cellules est fixé par la tension. Chaque cellule nickel étanche fait 1,2 V, donc six cellules donnent 7,2 V, huit 9,6 V, dix 12 V et douze 14,4 V. Les packs portatifs professionnels sont souvent 7,2 V ou 9,6 V, tandis que les systèmes de campagne et manpack plus grands utilisent des configurations supérieures. La plage de batterie acceptée par la radio, et non le seul chargeur, détermine quelle configuration est licite pour le design.
Fait clé 4. La capacité nominale doit dépasser le chiffre de mission car la capacité utilisable rétrécit. Le froid réduit la performance de décharge et un pack perd de la capacité durant sa vie, donc le design applique des coefficients de déclassement et garde une marge. Dans l'exemple chiffré, le besoin de mission de 1,67 Ah est divisé par des facteurs illustratifs de froid et de fin de vie de 0,85 chacun, donnant une capacité nominale requise d'environ 2,31 Ah avant de choisir une cellule standard.
Fait clé 5. Le pack est un ensemble mécanique et de sécurité, pas seulement des cellules. Il doit fournir l'impulsion d'émission sans effondrement de tension, maîtriser sa température en charge et décharge, et porter des protections telles qu'un PTC et un fusible réarmable dans la géométrie définie de la radio. La recharge de terrain est définie en même temps, y compris la charge véhicule depuis le bus 28 V MIL-STD-1275 et les éliminateurs de batterie qui retirent entièrement la batterie du chemin de charge.
La première décision de design est la convention de service qui représente l'utilisateur. La convention 5-5-90 vient de la pratique mobile terrestre et s'articule autour de longues veilles avec de courts appels, ce qui convient à une portative portée durant un poste. La convention 1:9 vient de la pratique HF et de patrouille, où la radio écoute en continu et émet périodiquement, sans état de veille séparé. La température est relevée avec la convention car une mesure à froid ou à chaud change le résultat, et l'autonomie requise est exprimée en heures à partir de la mission plutôt que déduite d'un titre de concurrent. Un pack dimensionné sur la mauvaise convention sera soit inutilement grand, soit insuffisant en mission réelle.
Une fois les trois courants d'état et la convention fixés, le courant moyen est la somme pondérée des états, et la charge de mission est cette moyenne multipliée par les heures. L'exemple illustratif portatif utilise des courants de 0,08 A en veille, 0,3 A en réception et 1,6 A en émission, tous présentés comme des valeurs illustratives dans la plage de radios portatives publiées plutôt que des mesures d'un produit. Selon 5-5-90, la moyenne est 0,05 fois 1,6 pour l'émission, plus 0,05 fois 0,3 pour la réception, plus 0,90 fois 0,08 pour la veille, ce qui égale 0,167 A. Pour un poste de dix heures, la charge requise est 0,167 fois 10, soit 1,67 Ah.
La pondération explique pourquoi les changements de service comptent tant. Le segment d'émission n'occupe que 5 pour cent du temps mais contribue 0,08 A à la moyenne de 0,167 A, près de la moitié; un utilisateur qui émet 10 pour cent au lieu de 5 fait monter la moyenne alors même que la durée du poste et la radio restent inchangés. C'est le mécanisme derrière l'avertissement qu'une autonomie publiée dépend d'une convention, et c'est pourquoi le profil de parole réel est recueilli avant dimensionnement plutôt que supposé d'une fiche.
Dès que le besoin de charge est connu, le nombre en série est choisi à partir de la tension. La cellule nickel étanche fait 1,2 V nominal, donc le calcul est direct: six cellules en série donnent 7,2 V, huit 9,6 V, dix 12 V et douze 14,4 V. Les chaînes parallèles augmentent la capacité là où la géométrie le permet, mais la tension est toujours fixée par le nombre en série. Une portative dont l'électronique accepte une plage autour de 6 à 9,6 V est typiquement conçue autour d'un pack six cellules 7,2 V, tandis qu'un manpack ou système de campagne peut nécessiter une configuration supérieure. Le nombre choisi doit rester dans la plage d'entrée acceptée sur toute la décharge, y compris la tension plus basse en fin de charge, et pas seulement au nominal.
| Cellules en série | Tension nominale | Rôle typique du pack |
|---|---|---|
| 6 | 7,2 V | Radios portatives professionnelles |
| 8 | 9,6 V | Packs portatifs haute tension |
| 10 | 12 V | Systèmes de campagne et d'accessoires |
| 12 | 14,4 V | Packs manpack et de niveau supérieur |
Le chiffre de mission est une charge utilisable, mais la capacité nominale est plus grande car deux effets réduisent ce que le pack peut livrer. Le froid ralentit la réaction électrochimique et abaisse la capacité effective, et durant la vie le pack perd de la capacité par cyclage et vieillissement. Le design applique des coefficients de déclassement pour couvrir les deux et garde une marge de variation. Dans l'exemple illustratif, des facteurs de 0,85 pour le froid et 0,85 pour la fin de vie sont appliqués, donc la fraction utilisable est 0,85 fois 0,85, soit 0,7225; la capacité nominale requise est le besoin de mission de 1,67 Ah divisé par 0,7225, soit environ 2,31 Ah. Une cellule standard à ou au-dessus de ce chiffre, dans la géométrie requise, est ensuite choisie.
La capacité ne suffit pas: le pack doit livrer l'impulsion d'émission avec la tension maintenue au-dessus du seuil de coupure de la radio. Le design vérifie la courbe de décharge au courant d'émission, y compris la courte impulsion à fort courant au pire état de charge, et confirme que la température du pack reste dans les limites sous impulsions répétées. La protection est intégrée à l'ensemble: un PTC limite le courant en défaut ou surtempérature, un fusible réarmable couvre les surintensités, et la géométrie et la retenue maintiennent cellules et contacts sûrs sous chocs et vibrations. La protection est dimensionnée sur la vraie impulsion de la radio plutôt que sur un pic générique, et le boîtier est la forme définie de la radio, donc le pack ne peut être remplacé par des cellules en vrac.
Les packs nickel nécessitent un régime de charge défini car la surcharge chauffe les cellules; un chargeur termine sur le changement négatif de tension ou la caractéristique de hausse de température du nickel et contrôle le taux de charge pour l'usage terrain. La charge véhicule fonctionne depuis le bus militaire 28 V selon MIL-STD-1275, dont les transitoires, pointes et surtensions sont traités avant le chargeur, et un éliminateur de batterie fait tourner la radio directement depuis l'alimentation véhicule afin que la batterie ne cycle pas en opération montée. Les plateformes aéroportées utilisent plutôt MIL-STD-704. Le chargeur et l'éliminateur font partie du pack design plutôt que des ajouts tardifs, car un pack non rechargeable sur le terrain ne livre pas l'autonomie calculée.
La même séquence sous la convention de patrouille montre comment les entrées changent le résultat. La radio de patrouille illustrative consomme 4 A en émission et 0,5 A en réception, présentés comme des valeurs illustratives dans la plage des radios manpack plus puissantes. Selon 1:9, la moyenne est 0,1 fois 4 plus 0,9 fois 0,5, soit 0,85 A; une patrouille de huit heures nécessite donc 6,8 Ah. L'application du même déclassement de 0,7225 donne une capacité nominale requise d'environ 9,4 Ah, même calcul que la portative mais à capacité bien plus grande car la convention n'a pas d'état de veille et le courant d'émission est plus élevé. Cela fait écho à l'exemple publié d'un manpack de patrouille déployé dont le vendeur propose un pack NiMH 13 Ah donné environ 50 heures selon 1:9, tout en montrant pourquoi une capacité standard unique ne peut se réutiliser entre conventions sans recalculer.
| Entrée de design | Pourquoi elle est nécessaire |
|---|---|
| Courants veille / réception / émission | Construire le courant moyen à trois états |
| Convention de service et profil de parole | Pondérer les états; choisir 5-5-90 ou 1:9 |
| Autonomie en heures et température | Fixer la charge de mission et le déclassement à froid |
| Plage de tension acceptée et géométrie | Fixer le nombre en série et le boîtier |
| Courant d'impulsion et organisation de charge | Vérifier l'effondrement de tension et la recharge terrain |
La méthode de dimensionnement s'applique partout où un pack nickel étanche est un vrai choix, et le périmètre est énoncé honnêtement plutôt qu'étiré. Les portatives américaines de première ligne sont conçues autour de packs lithium, donc Weijiang ne présente pas ces calculs comme un remplacement lithium des radios de combat déployées. Les applications réalistes sont les radios d'entraînement et de garnison, le HF de patrouille où le vendeur propose du NiMH, les packs professionnels et de sécurité, les accessoires et les acheteurs sensibles à la logistique qui apprécient l'expédition non restreinte selon UN 3496 et IATA A199. Dans ce périmètre, la même séquence nombre de cellules, capacité et déclassement produit un pack défendable, les valeurs exactes toujours liées à la fiche de la radio plutôt que reprises d'un autre projet.
Parce que les mAh sont une capacité nominale, pas le résultat de mission. L'autonomie dépend de la convention de service, de la température et des déclassements, et deux packs aux mêmes mAh peuvent différer en tension, géométrie et capacité d'impulsion. Le design reconstruit le courant moyen et la capacité nominale requise à partir des entrées réelles de la radio plutôt que de faire correspondre une étiquette.
Plus que sa part de temps ne le suggère. Dans l'exemple illustratif 5-5-90, le segment d'émission de 5 pour cent contribue pour près de la moitié du courant moyen car son courant est bien supérieur à la veille et la réception. Doubler le temps de parole élève donc sensiblement la moyenne et raccourcit l'autonomie même avec le même pack.
Parce que seule une fraction de la capacité nominale est utilisable. Si les facteurs de froid et de fin de vie laissent 0,7225 de la capacité disponible, la capacité nominale doit être le besoin de mission divisé par 0,7225, et non multiplié; multiplier dimensionnerait un pack trop petit. Les facteurs eux-mêmes dépendent de la cellule et du fournisseur et sont convenus plutôt que supposés.
Un éliminateur de batterie le peut, en faisant tourner la radio directement depuis le bus véhicule 28 V et en retirant la batterie du chemin de charge; un chargeur véhicule recharge en revanche la batterie installée. Le premier doit traiter les transitoires MIL-STD-1275 et le second doit suivre la terminaison de charge nickel, donc les deux sont spécifiés séparément.
La retenue, les contacts et l'étanchéité de la radio sont conçus autour d'une forme de pack, et les classements environnementaux supposent le bon boîtier. Une cellule générique ou un pack surdimensionné ne peut satisfaire les exigences de retenue et de pénétration, raison pour laquelle le pack est construit à la géométrie définie même lorsque la capacité électrique serait atteinte autrement.
Les conventions de service et le profil 5-5-90 sont documentés dans le matériau constructeur et industriel, et la convention 1:9 apparaît dans les fiches de vendeurs de patrouille et HF. Les courants utilisés dans les exemples sont des valeurs illustratives dans la plage de fiches radio publiées, et chaque nombre calculé est montré comme un calcul plutôt qu'une mesure d'un produit nommé; l'exemple de patrouille est recoupé avec le manpack déployé publié proposant un pack NiMH 13 Ah selon 1:9. Les configurations de tension suivent la cellule nickel étanche 1,2 V, et la pratique de terminaison de charge suit les références techniques des cellules nickel. L'alimentation véhicule et aéroportée référence MIL-STD-1275 et MIL-STD-704, et les cellules et packs nickel sont qualifiés selon IEC 61951-2 et IEC 62133-1 et expédiés sous UN 3496 avec la voie aérienne non restreinte IATA A199. Aucune statistique n'a été inventée.
Weijiang Power fournit des cellules NiMH étanches et des packs NiMH assemblés pour les radios tactiques d'entraînement, de garnison et de patrouille et les packs de sécurité professionnels, dimensionnés à partir des courants, de la convention de service, de l'autonomie et de la température de la radio et construits à sa géométrie avec protections PTC et fusible réarmable. Les cellules sont qualifiées selon IEC 61951-2 et IEC 62133-1 et les packs sont expédiés sous UN 3496. Envoyez-nous le modèle de radio, la plage de tension acceptée, les courants d'état, la convention de service, l'autonomie, la température et l'organisation de charge, et nous traiterons le courant moyen, le nombre de cellules, la capacité nominale déclassée et le design d'impulsion et soutiendrons les preuves de votre évaluation. Voir la gamme de produits NiMH Weijiang pour les formats de packs standard, ou contactez notre équipe OEM avec la spécification radio et le profil de charge.
