Calcul de la capacité d'un parc de batteries en série et mis en parallèle, c-rate, courant de charge et de décharge, autonomie

Calculatrice batteries

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Principe et définitions

Capacité et énergie d'un système de stockage

La capacité d'une batterie (accumulateur, piles) est la quantité d'énergie stockée en fonction de la température, et en fonction du temps et du courant de charge et décharge.

Influence du courant de charge / du temps de charge

Le ratio C-rate est, utilisé pour définir le courant de charge ou de décharge d'un accumulateur. Pour une capacité donnée, le C-rate permet de définir le courant de charge ou de décharge en pourcentage de la capacité nominale de la batterie.
Une charge à 1C (ou C/1) d'une batterie de capacité nominale de 1000 Ah sera une charge avec un courant de 1000 A pendant une heure. Une décharge à 1C (ou C/1) videra la batterie avec un courant de 1000 A en une heure.
A 0.5C ou (C/2) la charge de cette même batterie de 1000 Ah , se fera avec un courant de charge de 500 A et cela prendra deux heure pour charger une batterie de 1000 Ah qui serait complètement vide.
Une charge à 2C chargera une batterie de 1000 Ah à 2000 A, cela prendrait donc 30 minutes pour charger cette batterie.
La capacité nominale d'une batterie est normalement marquée sur la batterie.

Dernier exemple, une batterie au plomb d'une capacité nominale de 3000 Ah en C10 (ou C/10) devrait pouvoir être chargée ou déchargée par un courant de 300 A en 10 heures.

Pourquoi est-il important de connaître le C-rate or C-rating d'une batterie?

Le C-rate est un paramètre important pour une batterie car pour de nombreuses technologies de batterie (comme les batteries au plomb)la capacité de la batterie dépend de la vitesse de décharge (et donc du courant de décharge). Généralement, pour une capacité donnée de batterie vous aurez moins d'énergie si vous la déchargez en 1 heure plutôt que si vous la déchargez en 20 heures.

Formule pour calculer le courant disponible en sortie d'un parc de batteries.

Comment calculer le courant de décharge, la puissance et l'énergie d'une batterie en fonction du C-rate?
La formule correspondante est :

I = Cr * Er
ou
Cr = I / Er
Avec
   Er = capacité nominale de la batterie en Ah(capacité nominale donnée par le fabricant)
   I = courant de charge ou de décharge en Ampères (A)
   Cr = C-rate de la batterie
Équation pour avoir le temps de charge ou de décharge "t" en fonction du courant et de la capacité nominale de la batterie ou pile :
t = Er / I
t = temps, durée de la charge ou décharge (autonomie) en heures
Relation entre Cr et t :
Cr = 1/t
t = 1/Cr