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Comment choisir un accu ?

  • Par , le 2/03/2018 à 18h13
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Pour choisir une batterie, on vérifie qu’elle supporte la puissance qu’on va lui demander et qu’elle ait une bonne autonomie. Deux critères simples et deux caractéristiques souvent mal interprétées. Voici un éclairage sur ce que représentent vraiment la capacité et le CDM des batteries.

Les caractéristiques essentielles

On peut écrire des livres, voire des bibliothèques sur les batteries. Entre la simplification à l’extrême et le doctorat “es piles”, il est utile de savoir quelles sont les principales caractéristiques à retenir et ce qu’elles représentent exactement, d’autant plus que le sujet prête à de nombreuses confusions.

Nous n’aborderons pas ici le format des batteries. Si votre box est censée fonctionner avec une 18650, il vous faut une 18650. Les deux premiers chiffres indiquent le diamètre en millimètre de l’accu, les deux suivants sa longueur toujours en millimètre, et le “0” à la fin indique qu’il est rond. Une 18650 est donc une batterie cylindrique de 18 mm de diamètre et 65 mm de long.

Nous allons donc détailler les deux caractéristiques essentielles, la capacité et le courant de décharge maximum, alias CDM ou “ampérage”. Nous verrons dans un autre article les caractéristiques techniques, plus pointues mais utiles si vous souhaitez optimiser votre choix, comme la résistance interne, le volt sag, la chimie et la tension nominale. 

La capacité (mAh)

La capacité, qui s’exprime en milliampères par heure (mAh), indique l’autonomie de l’accu. Elle représente le nombre de milliampères que la batterie est capable de restituer en une heure. Par exemple, un accu de 3000 mAh peut restituer 3000 milliampères pendant une heure. Si on l’utilise à 1500 milliampères (mA), la moitié donc, elle tiendra 2 heures (le double).

La capacité est donc un rapport entre l’intensité tirée sur la batterie et le temps qu’elle tient avant d’être totalement déchargée.  Une batterie tiendra bien moins longtemps si vous vapez à 100 W que si vous vapez à 10 W. Elle contient la même quantité d’électricité au départ, mais plus chaque bouffée en consomme, moins vous aurez de bouffées avant de devoir recharger, c’est logique. La capacité sert ainsi surtout comme point de comparaison entre deux batteries différentes plus que comme une indication absolue qui permettrait d’estimer une autonomie précise au cas par cas.

Pour mesurer la capacité d’une batterie, on la charge à fond (4,2 V), et on la décharge sur un banc de test avec une intensité constante faible, pour limiter l’effet du volt sag, jusqu’à ce que sa tension tombe à 2,8 V. On mesure le temps que la batterie à mis à se décharger, et une simple règle de 3 permet de connaître combien de milliampères elle a sorti rapportés à une heure. Par exemple, si elle a tenu 30 heures à 100 mAh, elle a une capacité de 3000 mAh (30 x 100).

Les fiches des fabricants indiquent souvent deux valeurs : la capacité minimale ou garantie, et la capacité typique ou nominale. La première valeur est un minimum, la seconde celle mesurée en moyenne sur la production, légèrement supérieure à la valeur minimale et en général retenue comme valeur commercialisée.

Le courant de décharge maximal (CDM)

Voilà le nerf de la guerre. Le courant de décharge maximal, ou CDM, qui indique l’intensité maximale que la batterie peut sortir. Pourquoi le nerf de la guerre ? Parce que les box affichent des puissances disponibles toujours plus élevées, parce que la vape tend vers toujours plus de puissance et parce que pour pouvoir la sortir, il faut que les batteries suivent.

Le CDM en continu

Le CDM, c’est donc l’intensité qu’il ne faut pas dépasser avec une batterie, donc la puissance maximale qu’elle peut délivrer. Dit comme cela, cela laisse la place à d’innombrables interprétations que vous retrouverez un peu partout, plus ou moins proches de la réalité.

Le CDM n’est pas en soi une limite liée à la sécurité comme on le lit souvent. Pour le mesurer, on décharge la batterie en continu à une intensité donnée, et on mesure sa température de fonctionnement. Plus l’intensité tirée sur la batterie est élevée, plus sa température de fonctionnement l’est aussi, du fait de sa résistance interne. Le CDM est l’intensité que la batterie peut sortir en continu sans que sa température dépasse 80°C. 

Pourquoi 80°C ? Parce que c’est la température maximale que les batteries peuvent accepter sans se dégrader et perdre de leurs performances. Le CDM n’est donc pas en soi une limite de sécurité, il faudrait pour cela faire la mesure jusqu’à ce que la batterie atteigne une température plus élevée, critique, d’environ 100°C. Ne vous enflammez pas pour autant. D’une part la limite de sécurité est souvent proche du CDM, juste quelques ampères au-dessus, et d’autre part parce qu’il faut être inconscient pour utiliser une batterie à la limite de son explosion ! Le CDM n’est pas une limite de sécurité dans sa mesure, mais c’en est bien une à l’utilisation, et la dépasser augmente rapidement le risque de gros soucis.

Le CDM pulsé, max, et autres inepties

La seule et unique valeur indiquée dans les fiches techniques des fabricants pour le CDM est la mesure en continu dont on vient de parler. La batterie est testée en continu, c’est-à-dire à une intensité constante tout le long de la décharge.

Seulement voilà, quand on vape, on ne le fait pas en continu ! On prend une bouffée, on arrête, on en reprend une, etc. La batterie a donc le temps de refroidir pendant les pauses, et l’idée du CDM pulsé est née. Puisque la batterie a le temps de refroidir entre les bouffées, elle monte moins rapidement en température, ce qui permet de l’utiliser au-delà du CDM continu sans pour autant dépasser les 80°C ! Youpi !

En théorie, ce raisonnement se tient. En pratique, soyons clair, le CDM pulsé est une monumentale aberration, une colossale ânerie et un excellent moyen de faire faire n’importe quoi.

D’une part, pour qu’on puisse effectivement parler de CDM pulsé, il faudrait normaliser ladite pulsation : une pulsation de quelle durée, avec combien de pause entre les pulsations, à quelle température, etc. Tel quel, c’est comme parler d’une vitesse en chlups par heure, sans définir ce qu’est un chlup. Les valeurs affichées sont donc sans intérêt puisqu’on ne sait pas ce qu’elles mesurent vraiment, elles peuvent représenter… n’importe quoi. 

D’autre part, à très forte intensité, la batterie subit des dégâts internes avant que sa température extérieure dépasse les 80°C. Les pulsations créent des points chauds localisés dans la batterie, qui sera dégradée à ces endroits. La température monte localement très rapidement aux intensités élevées, sans que l’ensemble ait le temps d’atteindre les 80 °C, mais la batterie se dégrade bel et bien.

Enfin, pour ceux qui auraient encore un doute, les tests sur les batteries pour déterminer leur CDM se font à l’air libre, où elle refroidissent normalement. Dans une box, elles sont confinées dans un espace très réduit avec très peu de ventilation. La température grimpe bien plus vite, et la batterie refroidit plus lentement. C’est le même principe qu’avec un four : porte ouverte, la température est largement moindre que porte fermée. Le fait qu’on ne se serve pas d’une batterie en continu permet de compenser ce confinement, mais la marge de manœuvre est déjà utilisée par rapport à l’utilisation par pulsation !

Les fabricants de batteries originales indiquent exclusivement le CDM en continu, qui est le seul CDM à retenir. Les CDM pulsés sont en revanche largement utilisés par les “rewrappers”, c’est à dire des marques de distribution qui se contentent de réemballer des accus originaux afin de potentiellement gonfler leurs caractéristiques techniques. C’est du marketing pur et dur et nous attirons votre attention sur la nécessité de bien connaître les propriétés chimiques des accus que vous utilisez avec votre matériel de vape. Une batterie qui affiche 40 A se vendra mieux qu’une de 20 A, raison suffisante pour une course à la surenchère, mais qui peut parfois aller au détriment de l’utilisateur, voire le mettre en danger. Ces valeurs dont l’utilité est avant tout commerciale sont soit inscrites seules, soit précédées des mentions “max”, “pulse” ou autre indication sans le moindre sens réel. On en parle en détail dans l’article sur les marques des accus.

Les limites actuelles des 18650 sont de 10 A pour les 3500 mAh, 20 A pour les 3000 mAh, 25 A pour les 2500 mAh (la Sony VTC5A), et 30 A pour les 1500 mAh. Il n’existe aucune 18650 avec un CDM de 40 A sur le marché, ni aucune 3000 mAh de 25 A, quoi que les rewrappers puissent essayer de faire croire.

Un petit détail pour répondre d’avance à ceux qui feront remarquer que certains fabricants indiquent bien des CDM pulsés. Le plus classique exemple est Sony avec la VTC 6, donnée pour 80 A pendant 6 secondes dans sa fiche technique . Il ne s’agit pas d’une valeur d’utilisation, mais très explicitement d’une indication pour les circuits de sécurité des packs dans lesquels les 18650 sont censées être utilisées (au paragraphe 8.2.4.3, “Over current protective circuit”). La batterie n’explosera pas si le circuit de sécurité le gère, mais elle est bonne pour le recyclage juste après. Ça y ressemble, à une lecture trop rapide, mais cela n’a rien d’une information sur un quelconque CDM.  D’ailleurs les tests indépendants réalisés par Mooch sur la VTC6,  qui font référence sur le sujet, indiquent pour la VTC6 une température de fonctionnement dangereuse de 105°C avec des pulsations pourtant raisonnables de 5 secondes et 30 secondes de pause à… 60 A, encore très loin des 80 A.

Pour aller plus loin…

Le thème des batteries est vaste, nous lui avons consacré une série d’articles pour faire le tour de la question.

  • Pour vous permettre de choisir facilement et sans vous tromper, nous avons sélectionné les 5 meilleurs accus 18650. Un guide simple pour aller directement à l’essentiel.
  • Au-delà du choix d’une référence de batterie, il y a des marques à recommander et d’autres à éviter. Nous avons dont dressé le tableau d’un marché partagé entre les fabricants et les “rewrappers” pour savoir quelle marque d’accu choisir.
  • Pour simple qu’il soit, le rechargement des accus ne doit pas se faire n’importe comment et méritait largement un article dédié pour le faire efficacement et en sécurité.
  • Acheter la bonne batterie, c’est bien, mais la conserver longtemps, c’est encore mieux ! Nous vous avons donc concocté un tutoriel complet pour prolonger la durée de vie de ses batteries.
  • Une batterie finira cependant toujours par perdre de ses performances, subir un choc ou un accroc sur son plastique de protection. Reste à savoir quand faut-il remplacer une batterie et comment s’en débarrasser.
  • Et si vous voulez tout comprendre pour optimiser le choix et l’utilisation de vos batteries, l’article sur les caractéristiques techniques des batteries approfondit les notions de résistance interne, de volt sag, de tension nominale et détaille les différentes chimies.
  • Enfin, si comme beaucoup vous pensez que la configuration série/parallèle des batteries ou la résistance du montage a une importance quelconque sur l’autonomie ou l’intensité tirée sur les batteries dans une box électronique, l’article sur le choix des batteries dans une box électronique est pour vous.
  • Et un peu à part, un article sur les explosions des batteries des cigarettes électroniques. Les medias s’en régalent, on sait qu’elles sont rarissimes, il était important de faire le point sur ce sujet explosif afin de le comprendre, et surtout de pouvoir éviter qu’il vous arrive.

 

N’oubliez pas !

  • Ne jamais utiliser un accu au-delà de ses caractéristiques, pour sa longévité autant que pour votre sécurité.
  • Toujours transporter ses accus dans une protection adaptée, la majorité des rares accidents est liée à un transport des batteries nues.
  • N’utiliser que des accus en parfait état, sans égratignures ni d’impacts.
  • Un accu ne se jette pas, il se dépose dans une boîte de recyclage spécifique.

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