L'essentiel à savoir sur les batteries

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sebg61
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L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Salut,

Je créer un post pour tous ceux qui se posent des questions sur les batteries.

Les types de batteries utilisés pour nos usages sont principalement les batteries VRLA ou AGM, liquide ou gel.
Je ne vais pas trop parler des batteries de démarrage "classiques" qui sont moins adaptées, car n'acceptant qu'un faible taux de décharge ( +/- 20%)
Et je ne m’étendrai pas non plus sur toutes les caractéristiques techniques des différents types (alliage des plaques, recombinaison de gaz , etc ...)
Il y a assez de sujets pour expliquer tout ça sur le internet, je mettrai donc ici l'essentiel.

Les différents types de batterie :

La technologie VRLA
VRLA est l'abréviation de Valve Regulated Lead Acid, ce qui signifie que la batterie est étanche. Du gaz s'échappera par des soupapes de sécurité uniquement en cas de surcharge ou de défaillance d'éléments. Les batteries VRLA ont une résistance aux fuites exceptionnelle et peuvent être utilisées dans toutes les positions. Les batteries VRLA sont sans entretien à vie.

Les batteries AGM étanches (VRLA)
AGM est l'abréviation de Absorbent Glass Mat. Dans ces batteries, l'électrolyte est absorbé par capillarité dans une natte en fibre de verre placée entre les plaques. Les batteries AGM sont plus aptes à fournir des courants très élevés pendant de courtes durées que les batteries Gel.

Les batteries Gel étanches (VRLA)
Dans ce type de batterie, l'électrolyte est immobilisé sous forme de gel. Les batteries Gel ont en général une durée de vie plus longue et une meilleure capacité de cyclage que les batteries AGM.

Faible autodécharge (AGM - VRLA)
Grâce à l'utilisation de grilles au plomb-calcium et de matériaux de grande pureté, les batteries AGM ou VRLA peuvent être stockées longtemps sans nécessiter de recharge. Le taux d'autodécharge est très faible. L'autodécharge augmente si la température de stockage augmente.

Récupération de décharge profonde
Les batteries VRLA ont une meilleure capacité de récupération que les batterie plomb standard ou AGM, même après une décharge profonde ou prolongée.
Il faut toutefois souligner que les décharges profondes ou prolongées fréquentes ont une influence néfaste sur la durée de vie de toute batterie au plomb/acide.

Ce qu'il faut savoir sur les tensions d'une batterie

Je résume dans le tableau ci-dessous ce qu'il est nécessaire de savoir sur les plages d'utilisation des tensions de batterie et leur incidence sur la durée de vie et le nombre de cycle :
Image3b.jpg
Commentaires :

Taux de charge :
ne pas descendre en dessous de 70 % (idéal)
recharge obligatoire dès le seuil des 50% (usuel)
usure prématuré en dessous de 40%
dommages irréversibles en dessous de 20% !

Tension de charge :
14,4V (2,6V/élément) : Tension MAXIMUM en fin de charge rapide. Début de formation de gaz.
13,8V (2,3V/élément) : Tension de sécurité pour la fin de charge.

Remarque:
Si après une charge complète et un repos de 24h la tension d'une batterie chargée est inférieure à 12 volts, la batterie est en fin de vie

Longévité/cyclage :

une longévité optimale est obtenue si les décharges journalières ne dépassent pas 16% de la capacité C100

Exemple de constructeurs pour le nombre de cycle de rechargement (et fonction du taux de décharge) :

Source Effekta gamme "BTL AGM"
250 cycles si déchargée à 100%
600 cycles si déchargée à 50%
1300 cycles si déchargée à 30% .

Source Victron gamme "12 Volt Deep Cycle GEL"
300 cycles si déchargée à 100%
600 cycles si déchargée à 50%
1300 cycles si déchargée à 30%

Causes du vieillissement prématuré d'une batterie :

>décharge profonde (80% de la capacité C20) : les batteries en état de décharge complète doivent être rechargées dans un délai maximum de 48 heures sous peine de dommages irréversibles
>charge trop rapide (le courant de charge doit être limité à C/5)
>charge insuffisante (ne jamais laisser une batterie déchargée à plus de 50 % : recharger régulièrement la batterie à 100 %)
>surcharge (bouillonnement excessif qui entraîne une perte d'eau)
>température : la durée de vie d'une batterie est indiquée par le fabricant pour une température ambiante de 20°C
Cette durée de vie est réduite de moitié pour une élévation de température de 10°C
>autodécharge (une batterie, même inutilisée, perd sa capacité d'autant plus rapidement que sa température de stockage est élevée : à 20°C, contrairement aux AGM une batterie VRLA peut perdre chaque mois 5% de sa capacité, ce qui peut entraîner une décharge profonde)

Conseil :

Toujours maintenir la batterie chargée (stockage et utilisation). Le phénomène de cristallisation sur les électrodes se produit surtout pour une batterie déchargée, mais aussi, dans des proportions moindres, pour une batterie chargée qui ne travaille pas. Le mieux est donc de toujours faire ‘travailler’ une batterie au Plomb, c’est à dire de la décharger/recharger au moins tout les mois si vous voulez la garder le plus longtemps possible (5 ans ou même plus). En général au bout de 5 ans la capacité n’est plus que de 60% et la batterie est considérée comme usée.

Et votre future installation ?

Maintenant que vous savez que : pour faire durer une batterie le plus longtemps possible il faut ne pas la déchargée à plus de 30% vous pouvez maintenant définir la capacité en Ah de votre parc de batteries auxiliaires à acheter.

Rendez-vous dans un prochain post pour vous aidez à calculer tout ça au plus juste.

@+

seb

PS: comme j'ai l'habitude de dire : " un livre, c'est un auteur " donc j'ai synthétisé ici les éléments pouvant vous être utiles. Surtout, n'hésitez pas à me critiquer ou à me corriger ... :wink:
PHIL138
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par PHIL138 »

Super et se serait peut-être pas mal de rajouter un tableau de consommation moyenne des équipements que l'on peut avoir à bord (frigo, chauffage, pompe, etc,) Il y en a déjà un quelque part mais je n'arrive pas à le retrouver.
Le Camioneur
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par Le Camioneur »

nikel, beau boulot!
...
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sebg61
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Montage en parallèle

- Tension totale = Tensions d'une seule batterie
- Capacité totale = Somme des capacités de chaque batterie

Image

" Attention : L'alimentation ou le prélèvement d'énergie doivent s'effectuer en diagonale. Il est indispensable que le type, la capacité, l'âge et l'état de charge des batteries soient identiques.

Important : Le montage en parallèle n'est pas une pratique courante, car les états de charge même légèrement différents des batteries occasionnent des courants égaliseurs et conduisent à une sollicitation irrégulière. La capacité disponible ne peut donc pas être utilisée de façon optimale.

En règle générale, il est recommandé de coupler uniquement des batteries de même tension, de même densité d'acide et présentant le même état de charge. Il est important de veiller à ce que la section transversale et la longueur des câbles soient absolument identiques. "

=> Je n'avais pas trop fait attention à ce qui vient d'être dit.

Mais je me suis fait avoir, pensant qu'avec des câbles courts de 25mm² j'éviterai le phénomène de différence d'intensité de charge. J'avais donc fait un montage comme ça :

Image

Mais je n'ai pas échappé au phénomène, je m'explique :

Récemment, j'ai sorti mes batteries et le convertisseur du camion pour les utiliser chez moi suite au coupures de courant. J'ai observé une baisse significative de la durée de fonctionnement du convertisseur. J'ai donc désaccouplé les batteries et fait une recharge complète de l'une puis de l'autre. Au final j'ai retrouvé ma capacité d'origine. Les batteries étaient couplées depuis 18 mois.

Je conseille donc de bien respecter :

1) la règle du montage en diagonale,
2) de recharger une par une les batteries après un voyage, une à deux fois par an,
3) ou éventuellement d'acheter une seule grosse batterie.


@+

Seb
ulmontg
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par ulmontg »

bon et bien voici ma petite contribution
batterie.jpg
j'ai aussi un tableau qui récapitule un peu toutes les conso de beaucoup d'appareillage embarqué, il faut juste que je remettre la main dessus!! :?
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sebg61
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Salut,

petits éléments de comparaison :

Source Victron gamme "12 Volt Deep Cycle GEL"
- 300 cycles si déchargée à 100%
- 600 cycles si déchargée à 50%
- 1300 cycles si déchargée à 30%

une 200 ou 220 Ah tourne autour de 400 à 500€

---------------------------------------------------------------------------------------------------

gamme 1 : Batterie Gel 12 V SOLAR SONNENSCHEIN
- 1000 cycles à 80 % de décharge
- 1600 cycles à 50 % de décharge
- 4000 cycles à 20 % de décharge

230 Ah pour 550€ (http://www.batterie-solaire.com/batteri ... schein.htm)

---------------------------------------------------------------------------------------------------

gamme 2 : Batterie Gel 12V & 6V SOLAR BLOCK SONNENSCHEIN
- 1500 cycles à 80 % de décharge
- 2500 cycles à 50 % de décharge
- 6000 cycles à 20 % de décharge

185 Ah à 525 € (http://www.batterie-solaire.com/Batteri ... schein.htm)

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Finalement, une batterie SONNENSCHEIN n'est pas plus chère qu'une VICTRON mais offre surtout beaucoup plus de cycles et donc une durée de vie supérieure, car parfaitement adapté à une utilisation solaire.
eric32
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par eric32 »

Bonsoir,

je suis pris d'un doute sur le taux de décharge des batteries.
Seb tu dis qu'une batterie de démarrage ne doit pas descendre en dessous de 20% de décharge et qu'elles sont donc pas appropriées pour la servitude. Plus loin tu expliques que les batteries de servitude pour une bonne utilisation et durée dans le temps doivent avoir un taux de charge de 70%. Donc décharge 30%. cela ne fait pas une grosse différence en fin de compte. Où il est le truc qui me fait coincer?

Eric
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par eric32 »

De plus....
est ce que des batteries de servitude peuvent servir OCCASIONNELLEMENT des batterie de démarrage?
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Salut,

c'est l'effet de cyclage combiné au taux de charge.

Une batterie classique de démarrage s'usera beaucoup plus vite si est elle déchargée à plus de 20%. Ce type de batterie n'est pas fait pour être beaucoup déchargée. Déjà que, en utilisation normale, donc peu déchargée, un batterie classique de démarrage dure environ 3 ou 4 ans (entre 1000 et 1300 cycles) , mais son taux de décharge est normalement nul, en tout cas très faible en utilisation quotidienne.

10% d'écart cela parait peu en effet. Mais en termes de durée de vie (nombre de cycle charge/décharge) cela fait toute la différence.

Une batterie de démarrage qui serait déchargée tous les jours jusqu'à tomber à 70% de charge ne tiendra pas 300 cycles quand les batteries typée "servitude" pourront fonctionner 1600 ou 2500 cycle à 50% de charge.

@+

Seb
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par eric32 »

C'est plus clair ainsi.
mais peut on utiliser une batterie de servitude pour ce dépanner au démarrage?
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Suite,
eric32 a écrit :De plus....
est ce que des batteries de servitude peuvent servir OCCASIONNELLEMENT des batterie de démarrage?
Certaines oui. Il suffit de vérifier le courant max disponible et pendant combien de temps. Sur mes AGM 120Ah, le courant max en pointe d'une batterie est de 1200A pendant 2s et 840A pendant 10s, etc ... Il suffit de lire l'abac de la documentation du constructeur.

exemple :
Image2.jpg
@+

Seb
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par eric32 »

:thanks:
faut que je me familiarise avec ces batteries mais c'est clair.
Bonne soirée

Eric
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Salut,

En terme d’énergie disponible tout est relatif.

Cas 1 :
Si le véhicule sert tous les jours, on peut concevoir de mettre en servitude des batteries classiques de démarrage si la capacité du parc est suffisamment dimensionnée pour ne pas tomber en dessous de 80-85% de charge. Dans ce cas, ceci devrait permettre de les utiliser pendant presque 2 ans environs en utilisation quotidienne.

Cas n°2 :
Si le véhicule sert tous les jours on peut réduire (en nombre ou en taille) la capacité relative du parc de batterie en installant des batteries typées « servitude » qui pourront descendre sans problème à 50% de charge. Par contre il faut prévoir une source de courant suffisante et supérieure en termes d’Ampères par rapport au cas n°1 pour recharger tout ça à 100% dans un temps relativement court, en tout cas, dans un temps de recharge acceptable. Suivant la marque, le modèle et le prix, on peut avoir 2500 cycles à 50% de charge avec un parc relativement réduit.

Cas n°3 :
Si le véhicule sert 1 mois dans l’année, on peut prévoir de mettre des batteries classiques de démarrage, et pomper dedans un peu plus que la normale, genre 60-70% de charge. Elles s’useront plus vite et il conviendra de les remplacer plus souvent, mais ces batteries sont beaucoup moins chères à l’achat. Une précaution à prendre, c’est de maintenir les batteries chargée (en floating) pendant les périodes d’inutilisation car elles n’apprécient pas d'être stockées longtemps (autodécharge pouvant être destructrice) ou prévoir de les recharger mensuellement.
On peut toutefois mettre des batteries type « servitude » qui auront l’avantage d’être moins sujettes au phénomène d’autodécharge, mais plus chères à l’achat.

C’est une histoire de compromis entre prix/usage/confort/manipulations.

@+

Seb
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par eric32 »

Bonsoir,
je reprends la discussion.

Dans les cas que tu présentes "seb" on peut se demander si des panneaux solaires sont utiles. L'alternateur joue son rôle à fond.

j'ai un autre cas à soumettre.....le mien.

Un véhicule qui n'a pas de rythme bien défini et qui peut rouler tous les jours ou alors rester immobile pendant des temps indéterminés et habité toute l'année sous différentes latitudes été comme hiver.

Voyons si mon raisonnement tient la route.

c'est l'hiver qui est le cas le plus épineux. Les panneaux solaires ont un rendement minime. d’après les infos que j'ai pu glaner, un panneau de 100w donne 6 ou 7 A/h par jour dans des conditions mauvaises. Pour une consommation que j'évalue à 30a/h il me faudrait 500w!!!!! Est ce une aberration que d'avoir ça sur le toit? Je ne me rends pas compte de la surface que ça représente. On ne parle pas de coût, ça c'est une autre histoire.

Je compte mettre 300w, pour avoir une certaine autonomie il faudra donc que je joue sur le parc de batteries mais d'une manière ou d'une autre, au bout de deux ou trois jours il me faudra rouler ou faire appel à un autre système de charge.

je m'aperçois que je sort complétement du sujet de ce post mais bon je continue quand même. Si je te suis toujours "seb" je ne peux pas me permettre de descendre en dessous de 30% de décharge dans ce cas. je pourrais aller jusqu'à 50% si je suis sûr de recharger rapidement et avec une forte puissance type alternateur et non panneaux solaires.

Je n'ai donc pas le choix, il me faut rouler régulièrement ou alors aller vers le soleil l'hiver ce qui n'est pas la pire des choses à faire.
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Salut,

tu as parfaitement raison, les panneaux solaires sont utiles principalement en statique.
eric32 a écrit :un panneau de 100w donne 6 ou 7 A/h par jour dans des conditions mauvaises. Pour une consommation que j'évalue à 30a/h il me faudrait 500w!!!!! Est ce une aberration que d'avoir ça sur le toit? Je ne me rends pas compte de la surface que ça représente. On ne parle pas de coût, ça c'est une autre histoire.
Une aberration ? Non si tu souhaites être autonome en toutes circonstances, il faut, comme tu le fait, raisonner avec les paramètres les plus critiques.
600W en haut rendement c'est juste 4m2 de surface mais pour un coût d'environ 1500€ (exemple : http://www.energiedouce.com/panneaux-so ... nergy.html)
L'autonomie solaire en toute circonstances a effectivement un coût de départ élevé.

Ceci étant, si tu est 100% autonome en solaire dans les pires conditions, pourquoi utiliser l'alternateur ? Je pose volontairement la question car une partie de la réponse est économique. En effet, cela permet de "lisser" le coût de l'aménagement sur un temps plus long (gazole>moteur>alternateur ou essence>groupe électrogène) et réduire la facture de panneau solaire lors de l'aménagement.
eric32 a écrit : Je compte mettre 300w, pour avoir une certaine autonomie il faudra donc que je joue sur le parc de batteries mais d'une manière ou d'une autre, au bout de deux ou trois jours il me faudra rouler ou faire appel à un autre système de charge.
Oui.
eric32 a écrit : je m'aperçois que je sort complétement du sujet de ce post mais bon je continue quand même. Si je te suis toujours "seb" je ne peux pas me permettre de descendre en dessous de 30% de décharge dans ce cas. je pourrais aller jusqu'à 50% si je suis sûr de recharger rapidement et avec une forte puissance type alternateur et non panneaux solaires.
Oui, le temps de recharge est lié à l'ampérage du "chargeur" (alternateur ou autre source forte).

@+

Seb
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par Noich' »

Petite question pour les batteries stationnaires : je ne vais pas me servir de mon camion pendant plusieurs mois (sauf, j'espère, pour les petits gros !), je suis parti du principe qu'une batterie ça doit rester chargé autant que possible, du coup j'ai laissé mon install telle quelle pour éviter l'autodécharge.
J'ai bon ou c'est préférable de déconnecter quelque part ?
http://www.truckistan.net

Ne demandez jamais votre chemin à quelqu’un qui le connaît, vous risqueriez de ne pas vous perdre. (Zoo Project)
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Salut,
Noich' a écrit :Petite question pour les batteries stationnaires : je ne vais pas me servir de mon camion pendant plusieurs mois (sauf, j'espère, pour les petits gros !), je suis parti du principe qu'une batterie ça doit rester chargé autant que possible, du coup j'ai laissé mon install telle quelle pour éviter l'autodécharge.
J'ai bon ou c'est préférable de déconnecter quelque part ?
Je suppose que tes batteries stationnaires sont à décharge lente, dans ce cas les 2 possibilités sont viables :
  1. les charger à fond une par une avec un bon chargeur à plusieurs phases (ça va les requinquer), puis les déconnecter (surveiller la tension tous les mois)
  2. laisser tel quel. Juste vérifier que le mode floating a une tension adaptée aux batteries (vérifier que la tension ne soit pas trop élevée). Mais ça, ça dépend du régulateur et des batteries ...
Juste pour alimenter le débat, il y a deux écoles qui s'affrontent lors des périodes de stockage :
  • celle du mode floating
  • celle du mode surveillance de tension + déconnexion/reconnexion-charge.
...

@+

Seb
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par Noich' »

Ok merci pour ta réponse Seb.
Oui mes batteries sont à décharge lente, de type plomb/acide. Je mettrais quand même un coup de testeur pour vérifier la tension de charge.
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par vieux-new-one »

Bonjour

Il y avait longtemps que je n'avais pas parlé électricité, ça me manquait... :D Deux remarques.

Avoir un "gros alternateur" (plus gros que celui d'origine) ne change pas grand chose à la durée de recharge d'une batterie sur la "fin de charge", disons pour les derniers 20 % (le niveau de recharge de la batterie s'oppose au courant de charge, comme deux tonneaux relié par un tuyau dans le bas et l'un qui se vide dans l'autre). L'alternateur d'origine doit largement suffire (sauf pour un très gros parc batteries service, dans ce cas calculs à faire) d'autant que, même pour une batterie beaucoup déchargée il ne faut pas la recharger avec un ampérage trop fort, valeur donnée pour le modèle par le constructeur (si non qui peut s'estimer à la louche en fonction de la capacité de la batterie et de sa nature).

Pour la maintenance le floating est plus simple. Si le régulateur est "intelligent" et a une tension maxi qui correspond à celle conseillée par le constructeur de la batterie, c'est Top.

La remarque qui suit ne concerne pas spécifiquement la maintenance mais l'usage en général. Ces tensions, pour une recharge à 100%, peuvent varier d'une batterie à une autre. Pour une recharge totale (à 100%) ça peut grimper nettement plus haut que les 13,2 ou 13,5 volts que l'on trouve le plus souvent comme limite de coupure dans les équipements habituels. Malheureusement les réguls de panneaux solaires sont très rarement réglables (pour un quidam lambda comme moi) il faut donc s'habituer à l'idée qu'une batterie sera rarement chargée à plus de 90 % de sa capacité en floating actif (avec un équipement qui tire en permanence dessus, frigo par ex) C'est à prendre en compte dans les calculs de capacité du parc service.

Cordialement
Yves
Si on ne fait rien, rien ne change !
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Re: L'essentiel à savoir sur les batteries

Message par sebg61 »

Salut,

Si il existe des chargeurs "paramétrables" (sur la tension d'absorption et de floating notamment) encore faut-il trouver les caractéristiques des batteries.

La théorie c'est bien mais voici deux cas concrets :

J'ai opté pour un modèle de chargeur 220V "intelligent" qui s'adapte à mes batteries. Sur celles ci il y a marqué "cycle use 14,4-14,7V" et c'est exactement les tensions de charge qu'applique mon chargeur pendant la phase d'absorption, en fonction de la température bien-sûr.
Puis la tension redescend vers 13,8V en fin de charge.
En mode floating, la tension varie entre 13,1 et 13,3V toujours en fonction de la température, ce qui correspond à la tension de mes batteries une fois chargée à 100% , déconnectées, et un repos de 48H.
La tension du chargeur intelligent s'est donc bien adapté à mes batteries même si les caractéristiques de mes batteries évoluent avec les années.

Avec mon régulateur solaire ce n'est pas le cas. Il n'est pas paramétrable (sauf gel ou liquide) et il y a une petite différence. Pour le mode d'absorption il applique en tension entre 14,1 et 14,4 V, par contre pour le floating, il applique entre 13,6 et 13,8 V. La tension de floating de mon régulateur solaire n'est pas adaptée pour les périodes d'hivernage dans mon cas. C'est pour cela que je mets mes batteries en maintient de charge chez moi avec le chargeur.

Le risque d'une tension de floating trop grande ? => une usure prématurée des batteries.

En général, une valeur moyenne entre 13,3 et 13,8V est donné en fonction du type de batteries (neuves) pour le mode floating.

Les derniers régulateurs de chez Victron ont adopté la méthode suivante : après la phase d'absorption, ils passent en mode "floating évolutif" et laissent la batterie descendre tranquillement de 13.8 à 13.1V. Le cycle de charge reprend alors et ainsi de suite ...
[ligne],Type de batterie,Tension d'absorption,Tension de floating[/ligne][ligne],Plomb ouvert,14.8V,13.8V[/ligne][ligne],Plomb fermé ou AGM,14.4V,13.5V[/ligne][ligne],Gel,14.1-14.4V,13.3V[/ligne]

Mes batteries ont 3 ans et appliquer entre 13,6 et 13,8V n'est pas adapté. Pour connaitre la valeur de la tension de floating de ses batteries, c'est comme je l'ai dit plus haut : mesurer la tension des batteries après une recharge complète (charge brute + charge d'absorption) et 24H de repos minimum (24-48H)

Dans mon cas, après 3 ans, la tension de floating adaptée est de 13,1V. Les caractéristiques des batteries évoluent avec les années, et vieillissent encore plus vite si le mode floating n'est pas adapté.

Attention la température influe sur la tension ! Exemple avec une batterie à électrolyte liquide chargée à 100% (après un repos de 8h)

T°c - Tension
00°C - 12 Volts
10°C - 12,3 Volts
20°C - 12,6 Volts
30°C - 12,9 Volts
40°C - 13,2 Volts

...

PS: on parle bien ici d'une période de stockage (donc non utilisation). En mode voyage, l'impact de la tension de floating est moindre car les batteries sont toujours en phase de charge/décharge et les périodes de floating sont rares...

@+

Seb

[edit du 25-02-2014]
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