Comparaison entre batterie lithium et batterie plomb
Le tableau ci-dessous vous donne un élément de comparaison entre une batterie: Plomb, Lithium NMC et Lithium LFP.
Batterie plomb | Batterie NMC | Batterie LFP | |
|---|---|---|---|
| Tension d'utilisation | 12V | 14,4V | 12,8V |
| Tension de charge | 14,2V | 16,8V | 14,4V |
| Rendement à C10 | 85% | 95% | 95% |
| Rendement à C | 60% | 95% | 95% |
| Temps de charge | 8 h min 6 h | 2 h | 1 h |
| Durée de vie à 100% DOD | 300 cycles | 300 à 500 cycles | 2000 cycles |
| Durée de vie à 80%DOD | 600 cycles | 600 à 800 cycles | 3000 cycles |
| Densitée énergétique | 40Wh/Kg | 200Wh/Kg | 120Wh/Kg |
| Indice de prix | 100 | 320 | 400 |
Conclusion
On peut remplacer sans modification majeure du système une batterie au plomb par une batterie lithium de technologie LFP car la tension est très proche et la recharge se fait pratiquement à la même tension. Il n'est donc pas nécessaire de changer de chargeur.
Courant de décharge | Batterie plomb | Batterie NMC | Batterie LFP |
|---|---|---|---|
| C20 | 100% | 100% | 100% |
| C10 | 90% | 100% | 100% |
| C5 | 80% | 100% | 100% |
| C | 55% | 100% | 100% |
| 2C | 45% | 95% | 95% |
Plus on décharge vite une batterie au plomb moins elle a de capacité. Les constructeurs de batterie au plomb donnent la capacité pour une décharge à C20 soit une décharge en 20 heures. Ce phénomène est décrit par la loi de Peukert et il est variable d'une batterie à une autre. Les batteries lithium n'obéissent pas à cette loi et quelque soit la vitesse de décharge elles gardent leur capacité.
En conclusion pour les applications nécessitant des décharges rapide les batteries lithium deviennent intéressantes car pour la même autonomie il est possible d'utiliser une capacité plus faible.
Exemple d'application favorable aux batteries lithium
Un client a souhaité faire une comparaison sur une application de robots logistiques entre des batteries au plomb qu'il utilisait et des batteries lithium.
Le robot a un moteur de 300W et est conçut pour apporter des caisses d'un point à d'autres points dans un entrepôts qui fonctionne 24h sur 24h. Dans la solution avec des batteries au plomb il était prévu que chacun des robots fonctionnent 8 heures avant d'aller sur sa base de recharge. Pendant cette recharge un autre robot prenait sa place durant 8 heures; il faut donc 2 robots pour un poste de travail. Il y avait 20 postes de travail donc 40 robots. La maintenance des robots s'effectuant tous les 4 mois pour changer les batteries.
Tableau de comparaison:
| Batterie Pb | Batterie LFP | |
|---|---|---|
| Capacité | 125 Ah | 25 Ah |
| Tension | 2 x 12V | 25,6V |
| Puissance moyenne | 240 Wh | 180 Wh |
| Poids | 67 Kg | 6,5 Kg |
| Durée de vie | 4 mois | 12 mois |
| Coût | 100 | 80 |
Solution avec batterie lithium:
L'investissement ayant déjà été réalisé, l'utilisateur concervera le même nombre de robot, mais l'autonomie de chacun est ramenée à 3 heures car le temps de charge d'une batterie lithium n'est pas supérieur à 2 heures.
Cette réflexion a permi de diviser la capacité de la batterie par 5 et un gain d'environ 20%.
Une partie du gain est réalisée par la réduction de l'autonomie et par l'allègement du poids du robot. Avec les batteries lithium, le robot consommera 180Wh à la place des 240Wh.
L'opération est très positive du faite du coût de remplacement moins honéreux et de la fréquence de renouvellement des batteries d'une pour l'année au lieu de 3 par an.