Un contrôleur de batterie ne mesure pas l'état de charge. Il compte les ampères-heures et en déduit un pourcentage. Pour que cette valeur soit correcte, quatre réglages concernant le parc de batteries installé doivent être adaptés et le compteur doit régulièrement recevoir un point de référence connu. Cet article détaille ces deux aspects dans le bon ordre.
Pourquoi l'affichage doit être entretenu
Le moniteur forme une intégrale : il additionne chaque ampère-heure entré et soustrait chaque ampère-heure sorti. Une intégrale n'a pas de référence absolue — elle ne connaît que les changements. Chaque petite erreur de mesure, chaque courant qui passe en dehors du shunt et chaque écart dans les paramètres de calcul s'additionnent donc au lieu de s'annuler.
Le point de référence est la pleine charge. Lorsque le moniteur la reconnaît, il réinitialise le compteur à 100 pour cent et recommence. Tout ce qui se passe entre deux pleines charges est calculé.
Étape 1 : Capacité
Il faut saisir la capacité nominale de l'ensemble du parc de batteries en ampères-heures, et non celle d'une seule batterie. Trois batteries de 100 Ah en parallèle donnent 300 Ah. En revanche, en cas de montage en série pour une tension plus élevée, la capacité reste celle d'une seule batterie.
Deux erreurs sont souvent commises à ce niveau. Premièrement, on saisit la capacité utilisable au lieu de la capacité nominale — or, le moniteur effectue ses calculs sur la base de la valeur nominale et déduit lui-même la profondeur de décharge. Deuxièmement, la valeur reste inchangée après un remplacement de batterie. Un parc de batteries vieillissant a réellement moins de capacité ; c'est une raison de corriger la valeur à la baisse après quelques années sur la base d'un test de capacité, mais ce n'est pas une raison pour l'estimer au hasard.
Étape 2 : Exposant de Peukert
Les batteries au plomb fournissent moins de capacité lorsqu'elles sont déchargées à un courant élevé que lorsqu'elles le sont à un faible courant. L'exposant de Peukert représente cette relation. Plus la valeur est grande, plus la dépendance vis-à-vis du courant est forte.
| Technologie | Plage typique | Signification en pratique |
|---|---|---|
| LiFePO4 | 1,00 à 1,05 | Capacité quasi indépendante du courant |
| AGM | environ 1,1 | dépendance sensible aux courants élevés |
| Gel | environ 1,1 à 1,2 | comme AGM, un peu plus marqué |
| Batterie humide | environ 1,2 à 1,25 | forte dépendance, grande importance |
Valeurs indicatives pour les applications embarquées. Si le fabricant indique sa propre valeur ou deux capacités pour des temps de décharge différents, cette donnée est prioritaire — à partir de deux paires de valeurs, l'exposant peut également être calculé directement.
En cas de doute, pour le plomb, laissez la valeur par défaut de l'appareil et, pour le LiFePO4, saisissez une valeur proche de 1,0. Un exposant trop élevé pour un parc de batteries au lithium provoque une chute de l'affichage sous charge suivie d'une apparente récupération — un comportement qui est régulièrement pris pour une défaillance de la batterie.
Étape 3 : Rendement de charge
Lors de la charge, il entre plus de charge qu'il n'en ressortira plus tard. La différence se transforme en chaleur et, dans le cas du plomb, en réactions secondaires. Le rendement de charge représente cela : pour le plomb, il est de l'ordre de 90 pour cent, pour le LiFePO4 proche de 99.
Si cette valeur est trop élevée, le moniteur indique trop tôt que le parc de batteries est plein et l'affichage dérive vers le haut au fil des semaines. Si elle est trop basse, le parc de batteries semble durablement plus vide qu'il ne l'est réellement.
Étape 4 : Seuils de synchronisation
Pour que le moniteur reconnaisse une pleine charge, trois conditions doivent être remplies simultanément : la tension est supérieure à une tension de fin de charge réglée, le courant de charge est tombé en dessous d'une faible valeur résiduelle, et ces deux conditions se maintiennent pendant une durée minimale.
La tension de fin de charge doit être légèrement inférieure à celle effectivement atteinte par le chargeur — sinon elle ne sera jamais dépassée et aucune synchronisation n'aura lieu. Le courant résiduel est généralement indiqué en pourcentage de la capacité et se situe dans une fourchette de quelques pour cent ; pour un parc de batteries de 300 Ah, cela représente quelques ampères. La durée minimale empêche une courte pointe de tension d'être interprétée comme une pleine charge.
RemarquePour le LiFePO4, cette détection est plus délicate que pour le plomb, car le courant de charge reste élevé jusqu'à peu avant la fin avant de chuter très rapidement. Si vous fixez des fenêtres trop étroites, vous risquez de ne pas avoir de synchronisation pendant des jours. En cas de doute, réglez plutôt la tension de fin de charge un peu plus bas et la durée minimale plutôt courte.
Contrôle en service
L'étalonnage n'est confirmé que lorsque l'affichage se comporte de manière cohérente sur plusieurs cycles. Deux observations suffisent pour cela.
Premièrement : après une charge complète, le moniteur doit basculer automatiquement à 100 pour cent. Si ce n'est pas le cas, les seuils de synchronisation ne sont pas corrects. Deuxièmement : après plusieurs cycles, l'affichage ne doit pas dériver systématiquement dans une direction. S'il dérive vers le haut, le rendement de charge est réglé trop haut ou un consommateur passe à côté du shunt ; s'il dérive vers le bas, la capacité est surestimée.
Ce que le moniteur ne peut pas faire
Il ne connaît pas l'état de vieillissement du parc de batteries. Une batterie qui ne fournit plus que 70 pour cent de sa capacité nominale affichera tout de même 100 pour cent lorsqu'elle sera pleine — mais la quantité absolue derrière est plus petite. Pour connaître l'état réel, il faut décharger le parc de batteries de manière contrôlée avec une charge connue et comparer les ampères-heures extraits avec la valeur nominale. C'est le seul test fiable, et il doit être effectué tous les quelques années.
