Si vous êtes nouveau dans le domaine et rencontrez des difficultés avec un calculateur de batterie lithium, ne vous inquiétez pas. Ce guide explique les principes fondamentaux du calcul des batteries lithium et leur utilisation dans des scénarios d’ingénierie réels.
Grâce à ce guide, les ingénieurs et les équipes d’approvisionnement peuvent éviter une capacité insuffisante ou un surdimensionnement et sélectionner un pack batterie adapté aux exigences de tension, de courant, de durée de décharge et d’autonomie de l’équipement. En comprenant ces principes fondamentaux, vous serez en mesure de déterminer les spécifications correctes de la batterie sans dépendre entièrement d’un calculateur de batterie Li-ion.
Comprendre la Capacité, la Tension et la Puissance d’une Batterie
Tout d’abord, il est essentiel de déterminer la capacité, la tension et la puissance de votre pack batterie. Sans ces informations, il sera impossible de passer à l’étape suivante du dimensionnement de votre batterie.
Un calculateur de capacité de batterie mesure la quantité d’énergie qu’une batterie peut stocker. La capacité d’une batterie s’exprime en ampères-heures (Ah) ou milliampères-heures (mAh) (1 Ah = 1000 mAh), ce qui représente le courant électrique fourni sur une durée donnée.
Un ampère-heure signifie qu’un courant d’un ampère circule pendant une heure. Plus la valeur en Ah est élevée, plus l’autonomie de la batterie sera longue. Par exemple, une batterie de 100 Ah peut fournir 100 ampères pendant 1 heure, ou 10 ampères pendant 10 heures.
L’énergie d’une batterie, en revanche, représente la quantité d’énergie qu’elle peut délivrer, généralement en watt-heures (Wh) ou kilowatt-heures (kWh), en combinant puissance (watts) et durée (heures). Par exemple, une batterie de 100 Wh peut fournir 100 watts pendant 1 heure ou 50 watts pendant 2 heures.
Il est important de noter que la capacité et l’énergie d’une batterie sont souvent confondues. Pour mieux les comprendre, imaginez la capacité comme un seau : la quantité d’eau qu’il peut contenir (puissance) représente la capacité de la batterie.
L’énergie de la batterie correspond à l’énergie totale de l’eau dans le seau, qui dépend non seulement de la quantité d’eau mais aussi de la pression (tension) appliquée. Ces deux notions sont donc complémentaires : une batterie avec une grande capacité ne possède pas forcément une énergie élevée, et inversement.
Utilisez la formule suivante pour le calculateur d'ampères-heures et de Wh de batterie au lithium :
Capacité de la batterie (Ah/mAh) = Wh (puissance × temps de fonctionnement) ÷ Tension (V) = Courant de décharge continu (A) × Temps de fonctionnement (h)
Énergie de la batterie (Wh) = Capacité (Ah) × Tension (V)
Calculateur de spécifications de batterie au lithium
Calculez rapidement la capacité de la batterie (Ah), son énergie (Wh) et son autonomie.
Par exemple :
La tension de la batterie est de 36 V, et elle doit alimenter l’appareil pendant plus de 2 heures. Le courant de décharge continu est de 10 A, et le courant de pointe continu peut atteindre 20 A. Pour le calcul de la capacité (Ah) et de l’énergie (Wh) de la batterie :
La capacité minimale est le courant de décharge continu 10 ampères X 2 heures = 20 Ah.
Énergie de la batterie = 20Ah x 36V = 720Wh.
Théoriquement, elle peut fournir 720 W pendant 1 heure d’utilisation continue ou 360 W pendant 2 heures d’utilisation continue. Si l’appareil consomme 360 W, alors 720 Wh permettront environ 2 heures d’utilisation. Par exemple, la puissance d’un vélo électrique peut varier de 24 V 350 W à 450 W, et la batterie doit permettre à l’appareil de fonctionner pendant plus de 2 heures.
Selon la puissance maximale de 450W, la capacité de la batterie est de 450W ÷ 24V X 2 heures = 37.5Ah.
Énergie de la batterie = 37.5 Ah x 24 V = 900 Wh, peut prendre en charge un vélo électrique de 450 W pendant environ 2 heures.
Si vous souhaitez que la batterie ait une durée de vie plus longue, augmentez la capacité Ah.
Calculateur de taille de batterie au lithium
Le calculateur de taille de batterie indique la quantité d'énergie stockée. Les données courantes concernant la taille des cellules au lithium sont les suivantes :
Différentes marques de piles au lithium ont des portées de tailles différentes.
Le calculateur de taille de batterie dépend de la capacité.
Par exemple, si vous avez besoin d'un Batterie au lithium 43.2V 40Ah 12S10P 21700 pour la planche de surf électrique, la dimension de la batterie est calculée comme suit :
Batterie 43.2 V 40 Ah 21700 pour planche de surf électrique
- Longueur : 14 x 21.3 mm = 298.2 mm
- Largeur : 10 x 21.3 mm = 213 mm
- Hauteur : 72 mm (Ajouter du papier rouge)
Sur la base des calculs ci-dessus, le calculateur complet de la taille de la batterie est de 305X238X72(mm).
Calculateur de Consommation de Batterie
Chaque batterie présente un taux d’auto-décharge, généralement compris entre 0.2 % et 5 % pour les batteries lithium. Pour garantir des performances optimales, il est essentiel de recharger le pack batterie tous les 3 mois. Des facteurs tels que la conception du pack batterie, le BMS (Battery Management System), les matériaux utilisés et l’environnement de stockage influencent le calculateur de consommation de batterie.
1A=1000mA, 1mA=1000μA
Par exemple, une batterie de 5 Ah avec une consommation quotidienne de 500 μA durerait environ 250 jours avant d’être complètement épuisée.
Lorsque la capacité de la batterie est inférieure à 50 % avant le stockage, il est recommandé de recharger le pack batterie tous les 3 mois. Lorsque la capacité de la batterie est inférieure à 90 % avant le stockage, il est conseillé de recharger le pack batterie tous les 6 mois.
Calculateur du Temps de Décharge de Batterie
Le calculateur du temps de décharge de batterie permet de déterminer combien de temps une batterie pourra alimenter un appareil en fonctionnement. La formule est la suivante :
Temps de décharge (heures) = Capacité de la batterie (Ah) ÷ Courant de charge (A)
Calculateur du Temps de Décharge de Batterie
Estimez la durée de vie de votre batterie en fonction de sa capacité et du courant de charge.
Veuillez noter que la température de fonctionnement et l’environnement peuvent influencer le courant de charge et, par conséquent, le temps de décharge de la batterie. Pour prendre en compte ces facteurs, utilisez la formule ajustée :
Temps de décharge (heures) = Capacité de la batterie (Ah) x 0.8 (Rapport cardinal) ÷ Courant de charge (A)
Par exemple, pour un batterie LiFePO12 de 100V 4Ah pack avec un courant de charge de 50A et une température ambiante de 35°C :
- Temps de décharge (heures) = Capacité nominale × Taux de décharge × (1 + 0.006 × Coefficient de température × (Température ambiante – Température de décharge standard)) ÷ Courant de charge
- Temps de décharge (heures) =(100Ah x 0.8) x (1 + 0.006 x 1 x (35°C – 25°C)) ÷ 50A
- Temps de décharge (heures) = 1.696 heures
Précautions:
- Dans le processus de décharge réel, le courant de charge augmente progressivement et n’est pas constant. La durée de décharge sera donc différente de celle calculée. Plus le courant est élevé, plus le temps de décharge est court pour une même capacité de batterie.
- La capacité de la batterie diminuera avec le temps et doit être calculée en utilisant la capacité réelle après une longue période d’utilisation. Au stade initial, la capacité nominale peut être utilisée pour le calcul.
- Si des niveaux de décharge variables empêchent la batterie de se charger complètement, le système calculera une durée d'exécution différente.
Calculateur du Temps de Charge de Batterie
Utilisez la formule suivante pour calculer le temps de charge :
Temps de charge (heures) = Capacité de la batterie (Ah) ÷ Courant de charge (A) x 1.5 (rapport cardinal)
Calculateur de temps de charge de la batterie
Estimez le temps de charge nécessaire en tenant compte du rapport cardinal d'efficacité.
Par exemple, si vous avez une batterie Li-ion haute température de 3.7 V et 2600 mAh avec une capacité de 2.6 Ah et un courant de charge de 1 A.
L'autonomie de la batterie est de 2.6 Ah÷1A x 1.5=3.9 heures.
Précautions:
- Lorsque nous chargeons la batterie lithium-ion, il est préférable de choisir le chargeur Li-ion dédié en usine, sinon cela affectera ou endommagera les batteries Li-ion.
- Les batteries lithium-ion sont généralement équipées de chargeurs à courant constant adaptés. Ce chargeur de batterie lithium-ion contrôle le temps de charge en utilisant un indicateur de charge complète. Lorsque la batterie est complètement chargée, un signal d’alarme est émis.
- Plage de température de charge des batteries lithium-ion : 0 à 45 degrés Celsius. Si vous disposez d’un environnement de charge particulier, veuillez communiquer la température de charge spécifique au fabricant du pack batterie.
- Les batteries lithium-ion doivent être protégées contre la surcharge pendant le processus de charge. Une surcharge des batteries lithium-ion peut provoquer des dommages graves aux performances de la batterie, voire entraîner une explosion.
Conclusion
Les batteries lithium-ion sont des produits et des solutions professionnelles. Choisir la bonne batterie n’influence pas seulement l’autonomie de votre appareil, mais impacte également ses performances globales et le confort d’utilisation. Que vous soyez novice dans le domaine des batteries lithium ou que vous recherchiez une solution performante et économique pour votre projet, le calcul précis des paramètres de votre batterie est indispensable pour garantir efficacité, fiabilité et sécurité.
Pour vous aider à faire un choix plus rapide et plus professionnel, CM Batteries vous propose un calculateur de batterie gratuit. Quel que soit le type de batterie, vous pouvez obtenir rapidement la capacité recommandée (Ah), l’énergie (Wh), les dimensions et d’autres paramètres clés en saisissant simplement les informations essentielles. Commencez dès maintenant votre parcours vers une solution de batterie personnalisée !
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