Comprendre capacité d'une batterie et durée de vie

[yoanael170290]

Bonjour,

Je suis totalement novice en électronique mais commence à m'y intéresser étant en reconversion pro vers le métier d'électricien.

Je n'ai pas eu la chance de bidouiller des engins électroniques mort pour me faire la main mais j'ai de plus en plus envie de comprendre.

Dans cet quête, je m'intéresse depuis un moment au batterie. Tout d'abord par la batterie de mon véhicule, puis pour des installations solaire autonome et enfin sur de l'électronique.
J'aimerais de l'aide pour un exercice "simple".

J'ai en ma possession une batterie rechargeable en fin de vie, auparavant utilisé pour recharger une lampe LED transportable avec poignée.
Celle ci ne fournissait plus que quelques petites minutes de lumière et s'éteignais. J'ai parier sur une batterie HS de 2 à 3 ans environ.
J'ai alors racheté une batterie neuve dont je précise les caractéristiques ici identique à la précédente :

- Valve regulated rechargeable battery soit "batterie au plomb-acide à régulation par valve" si je ne dit pas de bêtises.
- 6 V 4.5 AH
- cycle use : 7.2 - 7.35 V
- standby use : 6.69 - 6.9 V
- initial current : less than 1.8 A

J'aurais aimer :

Comprendre les caractéristiques et les valeurs et surtout avoir une méthode pour connaitre l'état d'une batterie autre que part son voltage. (peut être par l'ampérage ? )

Si je comprend bien, c'est une batterie 6 V capable de délivrer 4.5 Ah pendant une heure.
La Led est de 3W. La marque annonce 14h de charge pour 11h d'utilisation.
Est ce réaliste et par quel calcul démontrer cela ?

"Cycle use" correspond bien à la charge complète?
"Standby use" correspond à la charge maintenu en veille hors utilisation?
A quoi correspond "initial current" ?

Je sais que pour une batterie 12v , on compte une batterie vide à 12 volts mais il suffit de recharger pour avoir de nouveau de l'autonomie.
Ce que j'aimerais savoir, c'est comment connaitre l'état profond d'une batterie et sa capacité à être recharger sans une chute rapide lors de la décharge.
Il me semble qu'aprés un certains nombre de cycles, les batteries sont considérer hors d'usage.
Un fois encore, pour être sur d'être compris, comment est il possible de mesurer cet "état" de fin de vie ?

Merci à vous de vos réponses.

Au plaisir
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[f6bes]

Bjr à toi,
Une batterie est catérisée par sa tension et sa capacité.
La capacité c'est la "contenance" de la batterie exprimée en Ah ( ampéreheure)
une batterie de 10 Ah est de 12v peut en THEORIE fournir 1 A pendant...10h
2 A pendant 5 heures
ou 10 A pendant 1 heure.
Ca c'est de la théorie. C'est "l'explication" rapide de la capacité. Tu remarqueras que je n'ai pas mentionné
la t.ension suivant ces débit et durée.
En réalité on n'use pas la batterie jusqu'au ZERO Ah car te toute façon la batterie ne restera pas à 12v .
Donc on évite de descendre en dessous de10.5 v pour ne pas "tuer" la batterie.
Une batterie à un rendement donc il faut plus d'énergie pour la charger que ce qu'elle va restituer. Donc 14 h de charge permette tes 11 heures d'utilisation.
On peut mesurer la tension d'un batterie , mais il est difficile de connaitre le niveau de Ah restant dans celle çi.
Donc on se fie à la mesure de tension.
Une batterie BIEN entretenue peut durer plusieurs années. Suffit de ne pas lui faire subir desévices. ( remise en charge
DES que la tension est à son seuil minima= ne pas attendre au lendemain )
Bonne journée

[yoanael170290]

Bonjour,

Merci de cette réponse.

Je pensais avoir activée les notifications en cas de réponses. Je suis donc confus du délai de réponse.

J'ai parcouru ton post.

Ok pour la théorie des Ah.

Ce que je ne comprend c'est comment elle à put se foutre en l'air aussi rapidement.
Il me semble pourtant que ces appareils sont protégés pour cela.

Varta 18682 Noir Lampe torche LED:
- Excellent éclairage LED 3 Watts - 150 lumens
- 4 positions réglables
- Régulateur de courant AC/CC pour une charge constante
- Bouton poussoir : on/off
- Résistante aux chocs
- Circuit de charge avec protection contre les surcharges & les décharges
- Temps de charge : 14 h
- Comment recharger: Prise pour adaptateur (adaptateur DC 7.5V 400mA).

Sinon, on pourrait tuer la batterie en quelque fois en la laissant ce vider complétement.

Merci pour l'explication du rendement , je comprend.

Dommage que l'on ne puissent mesurer les Ah restant en pleine charge. Cela me rendrait de grand service en d'autres applications.

Je ne savais pas que l'on ne devait pas laisser une batterie décharger quelque temps avant la remise en charge Merci encore !
Désormais ce sera recharge dés que possible.

@ +

[Antoane]

Bonjour,

- 6 V 4.5 AH

Tension nominale de 6 V (la batterie est docn composée de 3 "cellules", ou "éléments", en série), et capacité de C = 4.5 A.h -- facile

- cycle use : 7.2 - 7.35 V

Tension de recharge max en fin de cycle de charge. C'est la tension de la batterie lorsque tu la débranches du chargeur et qu'elle est complètement pleine.
La valeur exacte dépendra de la température. https://batteryuniversity.com/learn/...d_acid_battery

- standby use : 6.69 - 6.9 V

Tension de charge en "floating" : si tu laisses constamment la batterie branchée au chargeur pour être sûr qu'elle soit pleine lorsque tu en auras besoin, il ne faudra pas laisser 7.2-7.35 V à ses bornes sous peine de la faire vieillir prématurément. A la place, le chargeur lui appliquera cette tension de "floating".

- initial current : less than 1.8 A

Probablement le courant de décharge maximum. On note au passage que pour cette batterie ce courant est notablement inférieur à 1C = 4.5 A... C'est une batterie prévue pour des décharges relativement lentes, durant plusieurs heures.

Comprendre les caractéristiques et les valeurs et surtout avoir une méthode pour connaitre l'état d'une batterie autre que part son voltage. (peut être par l'ampérage ? )

Qu'appelles-tu "l'état d'une batterie" ? Savoir si elle est vide/pleine (State of Charge - SoC), ou savoir si elle est neuve/usagée (State of Health SoH) ?
SoH :
La tension ne renseigne pas sur le SoH, et ne dit pas grand chose sur le SoC, sauf si la batterie est pleine, ou si elle est vide
On peut estimer le SoH d'une batterie en en mesurant la capacité au cours d'un cycle de charge/décharge complet... Mais ce n'est bien sûr pas faisable "online" : il faut retirer la batterie de l'équipement et faire l'essai avec un système dédié.
La mesure de la résistance interne peut donner une indication, mais ce n'est pas évident à faire.
Pour le bricoleur, il n'y a pas vraiment de bonne méthode pour estimer "online" le SoH d'une batterie... La spectroscopie d'impédance est une option, mais pas triviale à mettre en œuvre https://www.analog.com/media/en/refe...gns/CN0510.pdf

SoC :
La tension renseigne un peu sur le SoC, même c'est approximatif car la tension varie relativement mollement en fonction du SoC et qu'il faudrait faire une compensation en fonction du courant instantané délivré par la batterie et de la température.
Mesure d'impédance, de résistance interne, et coulomb-métrie permettent d'estimer le SoC, mais ce n'est pas toujours simple à mettre en oeuvre pour le bricoleur.
Il y a une littérature assez pléthorique sur ces questions, voir par exemple :
En particulier : https://www.analog.com/media/en/tech...techniques.pdf
https://www.mdpi.com/2032-6653/11/4/66/pdf
https://core.ac.uk/download/pdf/54511.pdf
https://www.hindawi.com/journals/isrn/2013/953792/
https://www.mdpi.com/2076-3417/8/6/873/pdf

Si je comprend bien, c'est une batterie 6 V capable de délivrer 4.5 Ah pendant une heure.
La Led est de 3W. La marque annonce 14h de charge pour 11h d'utilisation.
Est ce réaliste et par quel calcul démontrer cela ?

La led fait 3 W, elle consomme donc un courant d'environ I = P/U = 3/6 ~ 500 mA sur la batterie (en pratique, elle devrait consommer un peu plus puisqu'il y a un convertisseur DCDC entre la batterie et la led, et que ce convertisseur va produire un peu de pertes). On en décuit une autonomie de C/I = 4.5/0.5 ~ 9 h. L'autonomie annoncée de 11 h est donc a priori sur-estimée, à moins que la puissance affichée soit gonflée.

- Comment recharger: Prise pour adaptateur (adaptateur DC 7.5V 400mA).

Il faut donc théoriquement environ C/I = 4.5 Ah / 400 mA = 11 h pour charger la batterie, mais en pratique plus longtemps du fait du rendement coulombic de charge (https://batteryuniversity.com/learn/...th_the_battery) et du fait que le courant décroit en fin de charge.

Il me semble qu'aprés un certains nombre de cycles, les batteries sont considérer hors d'usage.

Une batterie perd de sa capacité avec le nombre de cycles de charge/décharge, comme illustré par :
Par ailleurs, plus la décharge est profonde, plus la batterie vieillie vite. Si on regarde cette batterie, par exemple : https://inversolar.es/wp-content/upl...S-005_0814.pdf
On voit que pour des cycles de 80 % (i.e. à chaque utilisation, on ne consomme que 80% de l'énergie stockée dans la batterie), la batterie ne survivra que 1500 cycles. En revanche, avec des cycles de 20%, la batterie survivra 6500 cycles.
C'est peut-être plus visible sur le graphique de la section 5.3.2.: https://www.pveducation.org/pvcdrom/...acid-batteries

Une batterie à un rendement donc il faut plus d'énergie pour la charger que ce qu'elle va restituer. Donc 14 h de charge permette tes 11 heures d'utilisation.

C'est sans rapport puisque les courants de charge et de décharge n'ont aucune raison d'être identiques. C'est pour majeure partie un hasard que le temps de charge soit 30 % supérieur au temps de décharge.

[A voir en vidéo sur Futura]