Combien et quels éléments dois-je utiliser en fonction de mon besoin ?

Vous voulez vous fabriquer une batterie d’accus, mais vous ne savez pas choisir le modèle et nombre d’éléments à utiliser.

Tout d’abord un petit rappel d’électricité. Que se soit des générateurs ou des récepteurs, quand on branche des éléments en série leurs tensions respectives s’additionnent et le courant qui les traverse est le même pour tous. C’est fait…

Maintenant quelque soit votre besoin, il va falloir déterminer trois choses essentielles pour choisir vos accus :

• Quelle est la tension de fonctionnement de votre matériel ?
• Quelle est sa puissance consommée ?
• Combien de temps doit il fonctionner au minimum ?

Pour l’exemple, nous allons calculer une batterie pour alimenter pendant 1 heure 30, un système quelconque d’une puissance de 30 Watts, fonctionnant sous une tension de 12 Volts.

La tension de fonctionnement vous indique le nombre d’éléments…

…qu’il va vous falloir pour créer votre batterie.
Sachant qu’un élément (Ni-Cd ou Ni-MH) quelqu’il soit a une tension nominale de 1,2 Volts, vous déterminez le nombre d’éléments nécessaires en divisant la tension dont vous avez besoin par la valeur de la tension nominale de 1,2 V. Ces x éléments seront câblés en série pour créer la batterie.
Dans l’exemple : L’appareil fonctionne en 12V, il faut donc 12 V / 1,2 V = 10 éléments câblés en série pour créer une batterie capable de le faire fonctionner.
Le problème c’est que vous risquez souvent tomber sur un résultat pas entier. Si le système a besoin de 8 Volts, ça fait 6,67 éléments !!! Là vous faut faire un choix, soit 6 soit 7 éléments. Tout dépend alors des tolérances de fonctionnement de votre matériel. Sans rentrer dans le détail ici je dirais que si votre appareil consomme peu (faible puissance) vous pourriez vous contenter de 6 mais si il y a une forte consommation de courant il vaut mieux prendre 7 éléments. Attention ceci n’est pas une règle chaque cas est particulier.

La puissance consommée par votre équipement vous permet de déduire le courant moyen…

… que devra débiter votre batterie. Pour cela divisez la puissance indiquée par la tension de la batterie ( n x 1,2 V). Il faudra que votre accu puisse au moins débiter ce courant ( I = P / U ).
Notre exemple : Votre appareil a une puissance de 30 Watts alimenté en 12 Volts, donc 30 W / 12 V = 2,5 Ampères de courant consommé.

Le temps de fonctionnement vous permet de déterminer la capacité de votre batterie.

La capacité de votre batterie doit au moins être égale au produit du courant consommé par le temps minimum de fonctionnement ( Cn = I x t ).
Dans notre exemple : On veux en fonctionnement d’un minimum de 1 heure et 30 minutes, Alors Cn = 2,5 A x 1,5 h = 3,75 Ampères Heure.
Là encore les calculs tomberont rarement juste et ont prendra la valeur de capacité standard directement supérieure. Dans notre cas on prendra une batterie de 4 Ah.

Nous venons donc de déterminer la Capacité de notre batterie, mais attention, on me pose souvent la question sur la différence entre la capacité de la batterie et la capacité de chacun de ses éléments ?????
Hé bien : Il n’y a pas de différence. La capacité de chacun des éléments ne s’additionne pas comme les tensions.
Si on veux une batterie d’une capacité totale de 4 Ah, il faudra que tous les éléments aient aussi une capacité de 4 Ah. Ceci est très important.
De plus il ne faut jamais mettre en série des éléments de capacités différentes, sous peine de détruire les plus petits.
Voilà, donc pour notre exemple du début il nous faut une batterie de 10 éléments de 4 Ah.

Dernier choix à faire : La technologie : Plomb ou Ni-Cd ou Ni-MH ou Li-ion ou Li-po?????

Il y a de nombreux critères à prendre en compte dans ce choix.
Un des premiers critères est le coût. Les accus Lithium sont plus chers à l’achat, mais surtout ils imposent l’utilisation d’un chargeur performant et adapté. Il est incontournable dans les applications où le poids et le volume sont primordiaux.
Le Plomb à l’opposé est le moins cher mais est volumineux et lourd. Il sera donc utilisé plutôt dans des installations fixes, ou dans des mobiles autoportés où le poids n’est pas un problème. Par contre le plomb est très performant dans les applications demandant de très forts appels de courant.
Il nous reste au milieu les accus au Nickel. Le Ni-Cd lui est le plus ancien et le plus rustique, performant sur les appels de courant et les fortes consommations, et il peut se contenter d’un chargeur bas de gamme. Le Ni-MH sera plus cher que le Ni-Cd, mais il offrira une capacité plus importante pour un même volume. Par contre plus fragile le Ni-MH demandera un chargeur « intelligent » donc plus cher aussi. De toute façon le Ni-Cd va diparaitre des applications grand public en juillet 2006, donc là le choix sera vite fait.

La frontière entre les domaines d’utilisation des différentes technologies sont aujourd’hui de plus en plus floues. La recherche sur les accus au Lithium va très vite. On trouve aujourd’hui des perceuses sans fil avec accus au Lithium, là où hiers c’était le domaine du Ni-Cd et où on osait à peine mettre du Ni-MH. Les radiomodélistes sont eux aussi passés du Ni-Cd au Ni-MH et maintenant au Li-po pour la même utilisation finale… Aujourd’hui seul le plomb reste principalement cantoné dans les mêmes applications. Le Ni-MH suppléé au Li-ion quand le coût de ce dernier est trop prohibitif par rapport au coût total du matériel. L’avenir serait donc dans les technologies Lithium, mais elle seront à coup sûr beaucoup plus difficile à mettre en oeuvre pour les petits bricolages à la maison.

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