Technique: Ce que vous devez savoir sur les accumulateurs au lithium-phosphate de fer
Hauke Schmidt
· 05.04.2024
Lorsqu'il s'agit d'alimentation en énergie à bord, les batteries au lithium sont le sujet à la mode. D'une part, les avantages qu'ils offrent sont vantés avec ferveur. D'un autre côté, il existe encore de grandes réticences. Les problèmes rencontrés par les pompiers pour éteindre les voitures électriques en feu ne contribuent pas à clarifier la situation.
Commençons par une mise en garde de base : les batteries à base de lithium-fer ne sont pas plus dangereuses que les autres types - à condition de les utiliser correctement. Outre la sécurité, le prix est considéré par beaucoup comme un critère décisif. Pendant longtemps, 800 à 2000 euros pour 100 ampères-heures ou mieux 1200 watts-heures étaient la règle. Les accumulateurs légers étaient donc au moins trois fois plus chers qu'un accumulateur AGM de qualité supérieure de même capacité nominale. Marchandises.
La différence entre le plomb et le lithium
Le boom des camping-cars et des centrales électriques de balcon a fortement fait évoluer le marché. Alors que les fabricants de marque comme Mastervolt ou Victron affichent toujours des prix autour de 700 à 1800 euros selon le modèle, il existe aussi des fournisseurs nettement moins chers. En fait, le marché est littéralement inondé de produits. Celui qui achète sur Amazon ou Ebay paie en général entre 250 et 500 euros pour 1200 wattheures. Parfois, on peut même trouver des batteries pour 170 euros. Mais le diable se cache dans les détails, car les accumulateurs ont beau avoir la même capacité, un accumulateur au lithium, contrairement à un accumulateur au plomb, ne se compose pas uniquement de cellules montées en série.
La principale différence : avec le plomb, il suffisait d'acheter ici une batterie, là un chargeur et de brancher le tout sur le système électrique de bord existant. Les mauvais traitements comme la décharge profonde ou la surcharge, une température trop élevée ou trop basse réduisent certes considérablement la durée de vie, mais n'entraînent pas immédiatement une panne. En revanche, un accumulateur au lithium a besoin d'un système électronique de surveillance adapté à ses besoins. Les cellules au lithium ne peuvent pas, comme les cellules au plomb, transformer l'énergie excédentaire en chaleur.
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Décharge trop profonde
Il en va de même en cas de décharge trop profonde : une seule fois complètement vide signifie la fin de l'espérance de vie. C'est pourquoi les batteries sont équipées d'un système de gestion de la batterie, ou BMS. Ce système électronique assume deux tâches : d'une part, il protège la batterie contre les décharges profondes ou les surcharges en interrompant le flux de courant lorsque la tension de coupure est atteinte ; la même chose se produit lorsque la température admissible est dépassée ou lorsque le flux de courant est trop important.
La deuxième tâche consiste à "balancer", c'est-à-dire à équilibrer les tensions des cellules. Pour des raisons de production, il y a toujours de légères variations de la capacité et de la résistance interne des cellules.
Equilibrage de la charge des batteries : équilibreurs passifs vs. actifs
Lors de la charge de l'accumulateur, la cellule ayant la plus faible capacité atteint en premier sa tension finale. Pour ne pas l'endommager, le BMS stoppe le processus de charge, les autres cellules de plus grande capacité ne sont donc pas complètement remplies. Le même problème se pose lors de la décharge. La cellule la plus faible détermine le moment où la fonction de sauvegarde du BMS intervient et coupe le courant. Au total, la capacité totale n'est pas disponible. À cela s'ajoute le fait que les différences de tension augmentent avec l'âge des cellules et la charge de courant. L'équilibreur agit contre cela. Les systèmes les plus simples font passer une partie du courant de charge par une résistance au niveau de l'élément le plus rempli, ce qui lui permet de se charger plus lentement que les autres éléments et d'égaliser les tensions. Inconvénient de ces équilibreurs passifs : l'équilibrage n'a lieu que lors de la charge et les courants sont de l'ordre du milliampère. Des différences de charge plus importantes ne peuvent guère être compensées au cours d'un processus de charge.
Ils peuvent transférer la charge entre les cellules et continuent à fonctionner même lorsqu'il n'y a plus de courant de charge externe.
Les produits de marque promettent plus de cohérence
De l'extérieur, il n'est toutefois pas possible de savoir avec quel système la batterie a été équipée par le fabricant. En règle générale, les fabricants indiquent explicitement les systèmes actifs. La structure mécanique de nombreuses bonnes affaires en matière de batteries reste également obscure. Pour savoir si les câbles utilisés sont suffisamment dimensionnés et comment ils sont reliés aux cellules, il faudrait scier le boîtier. Diverses vidéos sur Internet, dans lesquelles des utilisateurs ouvrent les boîtiers à la scie, montrent à quel point la conception mécanique et électrique des batteries peut varier. De ce point de vue, les produits de marque promettent plus de cohérence.
Il n'y a "plus de raison de miser sur le plomb".
La qualité des cellules utilisées fait souvent l'objet de discussions. La classification en qualité A à D, en anglais "Grade", est effectuée différemment par chaque producteur. Tous ont en commun le fait que les cellules A répondent entièrement à la spécification, tout ce qui s'en écarte est classé Grade B ou moins. La raison exacte de la dévaluation reste un secret d'entreprise. Par rapport aux accumulateurs au plomb, un accumulateur lithium-fer composé de cellules B est très probablement encore extrêmement performant.
"Vu l'énorme baisse des prix, il n'y a plus de raison de miser sur le plomb", explique Kai Uhrig de Sterling Power. "Même si les batteries lithium-fer bon marché ne contiennent pas les meilleures cellules ou les meilleurs systèmes de gestion, elles atteignent facilement la durée de vie des batteries humides, et elles sont également supérieures en termes de charge et de fonctionnement cyclique. Mais c'est toujours une question d'exigence. Celui qui veut faire un long voyage devrait plutôt opter pour des systèmes avec BMS communicants", poursuit Uhrig. Michael Kögel de Philippi porte un jugement similaire sur la situation : "Si plusieurs batteries sont connectées pour former un banc, il est conseillé d'utiliser des systèmes de gestion avec échange de données. Cela permet de détecter les problèmes avant que le système ne s'éteigne et que le courant soit soudainement complètement coupé".
D'autres arguments en faveur des batteries au lithium du fabricant de marque établi sont la fiabilité en cas de garantie ou la disponibilité des pièces de rechange comme le BMS. Certains annoncent jusqu'à dix ans de garantie. Mais pour en profiter, il faut encore que le fournisseur existe.
