Batteries de Carrossinante à Han S/Lesse et Verviers

Bonjour,

Nous avons testé pour vous le camping avec un van aménagé… et par deux fois ce mois ci nous avons du remettre les « pinces crocodile » pour redémarrer… mais cela est une autre histoire!

Minimalisme et simplicité volontaire deviennent nos Leit Motiv pour un séjour sans tracas.

En effet, dans un van aménagé, surtout comme celui que nous utilisons – un H1L1, la place intérieure est fortement limitée puisque la longueur de l’engin fait la même longueur qu’une berline. Sa hauteur est aussi limitée à 1m95 pour passer en dessous des portiques de parking et de garage, ce qui ne nous permet pas de nous mettre debout à l’intérieur.

Mais par contre c’est plus grand qu’une tente et surtout bien plus sécurisé, cela présente aussi l’avantage de nous retrouver dans un espace où nous pouvons transporter tout ce dont nous avons réellement besoin, ainsi qu’une petite quantité d’eau pour nos ablutions matinales et une batterie cellule pour pouvoir utiliser de l’électricité grâce à un convertisseur 12VDC vers 220VAC limité à 300W de puissance. C’est largement assez pour recharger nos gsm et autres petites choses ainsi que pour l’utilisation de nos CPAP nécessaires pour pouvoir dormir (sans apnées du sommeil, ce dont nous souffrons tous les deux).

Par contre ce qui est important à mesurer, c’est la quantité d’énergie requise pour pouvoir prétendre à l’autonomie, et cela se calcule en Watt.heure et cela dépend aussi de la technologie utilisée : batterie au plomb ou au lithium?

Prenons l’exemple de la batterie au plomb : il est largement conseillé de ne pas descendre en dessous d’une valeur de décharge sous peine de constater une grosse perte dans sa capacité de charge (et donc de décharge) et cette valeur est de 50% environ. Cela veut dire que si vous optez pour une batterie de 110 Ampères.heures sous 12Volt, cela nous fait une quantité d’énergie de 1200Watt.heure dont seulement la moitié est utilisable. De plus ce genre de batterie supporte un nombre de cycle de charge et décharge limité à 500, ce qui fait que ce genre de batterie préfère être le plus souvent chargée afin de limiter son nombre de cycles. Sa durée de vie est donc fortement limitée mais son avantage réside dans son prix qui est fortement abordable (environ 150€ pour ce modèle de 110Ah).
Prenons alors l’exemple d’un frigobox qui consomme 50W, il va donc consommer les 600Wh en 12 heures sans autre consommations possibles.

Certaines batteries au Plomb permettent des « deep » décharges pouvant aller jusqu’à 80% avec le risque de voir sa longévité quand même diminuée mais sans le risque de la perdre trop vite. Néanmoins, c’est donc sur une autre technologie que nous devons alors nous tourner car les batteries au plomb, quelles qu’elles soient, ont en plus deux gros désavantages, elles sont lourdes et volumineuses car le plomb (Pb cfr tableau de Mendéléev) est un métal lourd et la capacité de chaque cellule est limitée, ce qui nous donne une concentration faible d’énergie par volume et par poids, même si ce métal est facilement recyclable et particulièrement abondant (on peut considérer que le poids est environ trois fois plus élevé qu’avec des technologie au Lithium, il en est de même avec le volume plus important pour le Pb que le Li).

Dès lors tournons nous vers des batteries au Lithium (Li, troisième élément du tableau, très petit et très léger avec une électrovalence très forte). Le lithium est inflammable pour faire de l’oxyde de lithium dès qu’il est à l’air libre (oxydation spontanée)
Nous pouvons alors le coupler avec des autres éléments pour en faire des sels pris dans un gel. Les premières batteries se sont faites avec du Manganèse et du Cobalt (LMC) et les secondes avec du Fer et du Phosphate (LIPO ou LiFePO4). Leur inconvénient majeur est le prix, mais aussi la provenance de certains composant (le Cobalt par exemple)

Une première constatation, les LMC peuvent contenir plus d’énergie par poids et volume mais ont moins de cycle de charge et décharge (environ 600 à 800).
Mais surtout elle n’aiment pas trop les chocs, peuvent chauffer en cas d’utilisation intense et peuvent s’enflammer plus facilement en cas de surchauffe. C’est pourtant ce genre de batterie qui est utilisée dans beaucoup d’objet comme appareil photo, drone, montre, ordinateur, tablette, smartphone, … car elle se rechargent vite (gros courant de charge qui dépend de SON chargeur bien spécifique, on vous aura prévenu) mais n’aiment pas être déchargées à moins de 20%. C’est donc une grosse erreur très souvent faite de décharger son smartphone avant de le remettre en charge comme avec des accus au Nickel-Cobalt qui avaient un « effet mémoire » avant l’arrivée des accus NiMH.

Après cette intro avec les LMC, venons en maintenant à ce qui se fait de mieux pour le grand public, les LiFePO4 c’est à dire les Lithium-Fer-Phosphate. Fort proches en densité énergétique tant pondéral que volumique, elle peuvent avoir une très bonne charge et décharge (tout en ne descendant pas en dessous des 10-20%) une durée de vie bien plus longue (3000 cycles et plus), une meilleure tenue à la température (pour une utilisation dans une voiture exposée au soleil par exemple), s’enflamme nettement moins vite (mais bon il y a du phosphate quand même, on en fait des explosifs) et peuvent se garder en charge moyenne durant quelques mois sans trop souffrir car le « courant de perte » est faible.
On les décline en 6V, 12V, 24V, 36V, 48V et plus encore mais plus haute est la tension, moins gros sera le courant pour une puissance donnée. Si vous désirez utiliser un four à micro onde de 1000W, cela pourrait se faire avec une batterie de 48V et un courant de 21A(!!!) mais gaffe à la section du câble et à sa longueur jusqu’au convertisseur (merci le loi empirique de Pouillet dû à l’effet Ohm et de sa loi où sa puissance dissipée par effet Joules est de R(I)2 bref c’est l’effet chaufferette de la SDB.
Et puis il faut aussi savoir comment les remplir, ces petites coquines…
avec un chargeur sur le secteur?
ou bien avec des panneaux solaires (et son injecteur de courant spécifique à la batterie et … au panneau(x) solaire(s) mis en parallèle ou en série?
Si on veut vraiment être autonome et respectueux, on utilisera des panneaux (prochain article) mais on oubliera bien vite le four à micro-onde ainsi que la cafetière Nespresso et autres sèche-cheveux.

Nous venons de parler de décharge et de tension nominale, mais il nous faudra parler de comment les recharger avec les courants et tension de charge et cela se fera dans un prochain post car celui ci est déjà bien complet.

Sachez que nous avons utilisé des batteries prévues pour les vélos en 36V et 20Ah ce qui nous donne une capacité de 720Wh mais attention (!), il ne faut pas les mettre en parallèle car il y a un petit détail qui tue, elles n’ont pas toutes le même niveau de charge et vu la résistance nulle cela risque de provoquer un très grand courant (on vous aura prévenu!)

En bref 27Kg pour 100Ah sous 12V au Pb pour 150€, 10Kg pour la même quantité de Wh sous LiFePO4 pour 800€ et seulement 7Kg pour les Li-Ion de type NMC mais pour 1000€ environ. n’oubliez pas non plus la durée de vie et la quantité d’énergie utilisable ainsi que les risques de surchauffe ou bien de perte avec le froid (ce dont nous n’avons pas parlé)

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