Quel est la différence entre les batteries plomb GEL ou AGM et Lithium ?

Quel est la différence entre les batteries plomb GEL ou AGM et Lithium ?

Volts, Ampères, Watts: petit cours d’électricité

Volts, Ampères, Watts, vous n'y comprenez rien ? Et pourtant, au moment de l'achat d'un appareil électrique, ces notions sont évoquées et donnent de précieuses indications sur les performances. Voici un tutoriel qui vous permettra de maitriser ces termes.

Unités de mesure électriques


Prenons un peu de temps pour y voir plus clair. Je vous rassure, je m'en tiendrais à des termes simples, pas toujours rigoureusement scientifiques, mais plus facilement assimilables.

Tout d'abord, commençons par la tension: les volts. 

Volts


Le volt, c'est l'unité de la tension, encore appelé différence de potentiel (ou voltage).

Son symbole est "U", son unité le volt et est marquée "V".

Exemple, pour une batterie la tension est de 12V, U =12v (Tension = 12 volt)

Pour bien comprendre, nous allons faire l'analogie avec une chute d'eau, ce qui est bien plus concret.

Sur notre dessin, à droite, nous voyons un moulin à eau. L'objectif d'un moulin, c'est de faire tourner une roue, qui entrainera des outils, à partir de l'eau d'une rivière. 

Plus l'eau tombe de haut, plus elle entraine puissamment la roue à aube. Cette hauteur, H, c'est notre tension. Cette roue à aube, c'est un moteur.

De manière identique si on augmente la tension U d'un moteur électrique il va tourner plus fort. 


 Batterie Gel ou Lithium

Ampères


Les ampères représentent la section de la canalisation qui amène l'eau au moulin. Plus la section est importante, plus la roue du moulin va être entrainée puissamment.
Cette section, c'est notre Intensité, (parfois appelée incorrectement ampérage).
Son symbole est "I", son unité est l'ampère et est marquée "A". Exemple: I = 2A.(intensité = 2 ampères)		 Batterie Gel ou Lithium

Watts


Si le moulin tourne plus fort quand l'eau tombe de plus haut, et qu'il tourne aussi plus fort quand il y a plus d'eau à tomber, on peut en déduire que sa puissance est fonction de ces 2 données. 

La puissance s'exprime en Watts aussi bien pour les puissances électriques, thermiques, ou mécaniques. On écrit la formule P = U x I.

P est le symbole de la puissance. Exemple: P = 250w.(Puissance = 250 watts= 50V x 5A).
 

La Batteries


C'est un réservoir d'énergie que l’on remplit en la chargeant et que l’on vide en la déchargeant. Par analogie on peut le comparer à un réservoir d'eau.
 Batterie Gel ou Lithium

Capacité


La capacité représente l'énergie qui est stockée. Elle s'exprime en Ampères-heures (Ah), son symbole est "C". Plus la capacité est importante et plus importante sera l'autonomie. 

Si on reprend l'analogie avec le moulin à eau, la batterie, c'est le plan d'eau qui alimente le moulin. La capacité c'est le volume d'eau contenu dans le plan d'eau. Plus il contient d'eau, plus longtemps le moulin tournera .

Si on assimile l'intensité (les ampères) à un débit instantané, la capacité de la batterie, c'est le produit de l'intensité instantanée par le temps.
C= I x t avec t représentant le temps en heure.

Exemples, pour comprendre.

Ma batterie a une capacité de 10Ah. Cela veut dire qu'elle peut débiter 10 ampères pendant une heure, ou 5 ampères pendant 2heures, ou encore 1 ampère pendant 10 heures. 		 reservoir-P.gif

Comparatif de l’énergie stockée entre une batterie plomb GEL, AGM et lithium

 

Nous ne pouvons pas comparer directement la capacité d’une batterie plomb avec celle d’une batterie lithium car elles ne se comportent pas de la même manière suivant la vitesse de décharge.

La capacité d’une batterie plomb est donnée pour une décharge très lente en 20 heures. Si on la décharge plus rapidement la batterie va perdre de l’énergie et ne restituera pas toute la capacité. Si on prend l’analogie du moulin à eau, des fuites d’eau vont se produire avant que celle-ci n’entraine le moulin. Il faudra donc un réservoir beaucoup plus gros que si l’on avait pas de fuite pour faire tourner de la même manière le moulin.

La capacité d’une batterie lithium reste constante, par analogie avec le moulin, elle n’a pas de fuite d’eau. Elle restitue toute l’énergie qu’elle a stocké.

Ci-dessous un tableau comparatif donnant en fonction de la vitesse de décharge la valeur de la capacité restituée pour une batterie plomb de 20 Ah et pour une batterie lithium de 10 Ah.

 Batterie Gel ou Lithium
Décharge à courant faible et moyen:

Vitesse de décharge Capacité restituée de
la batterie plomb		 Capacité restituée
de la batterie lithium
20 h 20 Ah 10 Ah
10 h 18 Ah 10 Ah
5 h 16 Ah 10 Ah
1 h 11 Ah 10 Ah
0,5 h 9 Ah 10 Ah

Exemple :

 Pour une application de chariot de golf avec un moteur de 180W le courant demandé est équivalent à une décharge la batterie de 20 Ah en 1h. La capacité réelle de la batterie plomb n’est donc plus que de 11 Ah.

 
Décharge à courant fort (batterie de démarrage):

Vitesse de décharge Courant de décharge Capacité restituée de la batterie plomb Capacité restituée de la batterie lithium Nbre démarrage batterie plomb Nbre démarrage batterie lithium
10 h 2,8 A 30 Ah 9,2 Ah    
6 min 100 A 11 Ah 9,2 Ah 130 110
2,7 min 200 A 8 Ah 9 Ah 50 58
2 min 300 A 7 Ah 8,5 Ah 25 34
1,3 min 400A 5 Ah 8 Ah 15 24

Pour les batteries de démarrage l'écart entre la batterie plomb et lithium est plus important:
Le nombre de démarrage est défini pour une durée de 3s au courant de décharge.