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La batterie, introduction pour comprendre les idées clés

Cet article présente l’essentiel à savoir pour appréhender les batteries, chaque point sera détaillé dans d’autres articles pour approfondir.

Les caractéristiques de base :

Une batterie est donnée pour une capacité en Ampère / heure: Ah et un Voltage: V.

Exemple d’une batterie couramment employée dans les voitures :

Batterie au plomb de 60Ah, 12v

La capacité de la batterie est de 60Ah*12V = 720 Wh

Cela veut dire que, partant d’une batterie pleine, je pourrais utiliser 720 Wh. Dans la pratique, on ne décharge jamais une batterie en plein car cela nuit à sa durée de vie. De plus, la vitesse de décharge fait varier la capacité (voir plus loin).

Optimiser la durée de vie d’une batterie :

La durée de vie d’une batterie est souvent exprimée en nombre de cycle pour un niveau de décharge.

Exemple: 500 cycles à 80% de décharge.

Cela signifie que l’on peut décharger 500 fois la batterie à 80% de sa capacité (utiliser 80% de l’énergie stockée) avant que sa capacité à tenir la charge ne se détériore. Au-delà, la batterie ne pourra très vite stocker qu’une fraction de la quantité d’énergie qu’elle pouvait stocker au départ.

Durée de vie : Une batterie vie plus longtemps si on la décharge moins profondément.

Par exemple la même batterie d’une durée de vie de 500 cycles à 80% de décharge, n’a pas une durée de vie de 1 000 cycles à 40% de décharge (ce qui est pourtant équivalent en énergie stockée) mais de 1 500 (ce qui représente une durée de vie 50% meilleure). En puisant moins dans ses batteries, on peut stocker plus d’énergie durant leur durée de vie.

Utiliser un plus grand nombre de batterie est économique sur le long terme car on les décharge moins et elles dureront donc plus longtemps.

Durée de vie: Les batteries au plomb en particulier n’aiment pas rester déchargées

Par exemple, une batterie que l’on ne laisse jamais se recharger en plein perdra de sa capacité en se sulfatant et ne pourra effectuer les cycles annoncés par le fabricant. Il est souhaitable pour ne pas endommager ses batteries de les laisser le moins longtemps possible dans un état déchargé et de les recharger complètement au moins une fois par mois (une fois par semaine serait optimal).

Autonomie : Une batterie a une autonomie plus grande lorsqu’on la décharge lentement

La vitesse de décharge influe sur la quantité d’électricité que la batterie peut délivrer. Une batterie que l’on décharge très vite ne produira pas autant d’énergie qu’une batterie que l’on décharge plus lentement.

Reprenons notre exemple de la batterie de 60Ah 12 volts. Sa capacité de 60Ah est donnée pour un courant de décharge de un vingtième de sa valeur nominale. Cela signifie que si l’on tire en continu 3A sur cette batterie, elle pourra fournir ce courant pendant 20h soit les 60Ah annoncés. En revanche, si on lui demande de produire 60A, sa capacité nominale, la batterie ne tiendra pas 1h mais plutôt 30 min soit 30 Ah. Ceci vaut également pour les batteries au lithium, bien qu’elles soient, en général, capable de délivrer une puissance bien plus importante sans perdre beaucoup de leur capacité nominale.

Si l’on va utiliser pendant une période prolongée des appareils qui consomment beaucoup d’énergie sur batterie, il est souhaitable d’avoir un gros parc de batterie plomb ou des batteries lithium, pour que le courant de décharge ne soit pas trop important et ne réduise pas trop l’autonomie des batteries.

Pertes : Une batterie ne restitue pas autant d’énergie que ce qu’on lui a administré

Il est nécessaire d’envoyer plus de courant qu’elle ne pourra en rendre à la décharge pour charger une batterie. Il faut donc prendre en compte les pertes liées à la charge.

En général, on charge si possible une batterie au plomb (à décharge profonde) à 1/10 de sa capacité nominale, pour une batterie de 60Ah, le courant de charge optimal est donc de 6A. Les batteries au lithium, elles, sont rechargées avec un courant plus important de l’ordre de la capacité nominale ou de sa moitié. De plus, l’efficacité de la recharge varie en fonction du niveau de charge. Sur une charge complète, une batterie au plomb rechargée doucement a près de 90 % d’efficacité, une lithium près de 98%. Si on recharge la batterie plus vite, ce chiffre diminue. Idem si l’on recharge une batterie qui est déjà bien remplie.

 

 

 

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