Dans cet article, les experts de topRik partagent leur expérience pratique pour aider les propriétaires de bateaux et de yachts à prolonger la durée de vie de leurs batteries et à en faire une source fiable d'énergie électrique à bord.
Sur les bateaux à moteur et les yachts à voile, les batteries sont souvent déchargées plus profondément, et le temps de fonctionnement du moteur ne suffit pas pour les recharger complètement. Tenter d'appliquer l'expérience automobile aux batteries marines conduit souvent à ce que des batteries coûteuses ne durent que 1 à 2 ans avant de perdre leur capacité et de tomber en panne.
Sur notre marketplace, vous pouvez sélectionner et acheter les types de batteries marines les plus populaires pour yachts et bateaux, ainsi que les chargeurs adaptés. Nous proposons des produits des meilleurs fabricants mondiaux d'équipements électriques marins : Blue Sea Systems, Victron Energy, Ultimatron France, Varta AG, et d'autres.
Principes de base pour charger différents types de batteries
Les yachts, bateaux et autres navires fluviaux ou marins nécessitent des batteries spéciales pour alimenter les moteurs électriques (batteries de traction) ou pour démarrer les moteurs à combustion interne (batteries de démarrage).
Pour que les batteries de navires sur yachts ou bateaux supportent le tangage, les vibrations et ne craignent ni les chocs ni l'humidité, leurs plaques sont renforcées avec des joints spéciaux en fibre de verre et enfermées dans des séparateurs – enveloppes assurant un ajustement serré de toutes les pièces. Ces batteries fonctionnent en maintenant une tension pendant de longues périodes, avec des décharges profondes régulières jusqu'à 70-80 % et des recharges fréquentes.
Les batteries sur un yacht peuvent atteindre 100 % de charge même après un long état déchargé. Elles fonctionnent sans problème dans des environnements humides. Les parois et le fond interne sont renforcés avec des nervures supplémentaires, et les connexions des grilles aux bornes sont plus épaisses. Ces batteries sont généralement assez lourdes.
Les batteries de démarrage fonctionnent sur un principe similaire à celui des moteurs automobiles. Elles sont utilisées pour démarrer rapidement un moteur à essence ou diesel. Pendant quelques secondes, elles fournissent un courant élevé requis par le démarreur. Leur capacité de réserve est suffisante pour alimenter des appareils électriques de faible puissance, mais elles ne sont pas conçues pour une alimentation prolongée ou des cycles fréquents de décharge.
Les batteries de traction pour moteurs électriques sont conçues selon un principe différent. Leur objectif est de maintenir un courant constant élevé nécessaire au fonctionnement continu du moteur électrique, des systèmes embarqués, de l'éclairage ou d'autres consommateurs d'énergie.
Leur conception épaissie des plaques résiste aux processus oxydatifs résultant de charges de décharge élevées. Elles supportent également un plus grand nombre de cycles charge/décharge, ce qui prolonge significativement leur durée de vie.
Ces batteries, appelées batteries à décharge profonde (Deep Cycle), fonctionnent en mode cyclique. Elles sont caractérisées par une longue durée de vie, une grande fiabilité et une résistance aux effets nuisibles d'un état déchargé.
Les batteries à double usage combinent les deux fonctions : elles offrent la puissance nécessaire pour démarrer rapidement le moteur et peuvent également alimenter des équipements peu gourmands en énergie pendant une longue période. Cette solution est pratique pour les petites embarcations où l'espace et la capacité de charge sont limités.
Comprendre les principales différences entre les batteries de traction et de démarrage est essentiel pour choisir la source d'énergie adaptée à vos besoins spécifiques en équipements marins. Voici quelques différences importantes :
- Tension et capacité. Les batteries de traction ont souvent une tension et une capacité plus élevées que les batteries de démarrage, ce qui garantit une alimentation stable pour les appareils à forte consommation sur de longues périodes.
- Courant de décharge et courant de démarrage à froid. Les batteries de démarrage sont conçues pour fournir un courant de démarrage à froid élevé, nécessaire pour démarrer instantanément le moteur. Les batteries de traction, en revanche, offrent un courant de décharge stable sur une période prolongée.
- Durabilité cyclique. Les batteries de traction ont une longue durée de vie en cycles, ce qui les rend idéales pour des systèmes avec des cycles fréquents de charge et décharge, comme les véhicules électriques. Les batteries de démarrage sont optimisées pour des courants élevés de courte durée.
- Durabilité et durée de vie. Les batteries de traction, grâce à leur conception, offrent une longue durée de vie lorsqu'elles sont utilisées et entretenues correctement. Les batteries de démarrage, bien qu'elles fournissent une énergie instantanée élevée, peuvent avoir une durée de vie plus limitée avec des cycles fréquents de décharge.
Toutes les batteries disponibles aujourd'hui sur le marché peuvent être classées dans les groupes suivants :
- WET – Batteries classiques avec électrolyte sous forme liquide ;
- AGM – Version améliorée où l'électrolyte liquide est remplacé par des tapis absorbants imprégnés de solutions électrolytiques ;
- GEL – L'électrolyte est sous forme de gel ;
- Li-ion – Batteries utilisant des ions de lithium comme composant principal de l'électrochimie.
Examinons plus en détail ces différentes modifications de batteries.
Batteries WET
Il s'agit de la catégorie la plus vaste et encore la plus populaire pour les batteries de démarrage des bateaux et voitures, ainsi que pour la plupart des modèles de traction. Ce sont des batteries classiques au plomb-acide contenant une solution électrolytique à l'intérieur. Des séparateurs sont utilisés comme isolants diélectriques. Les grilles négatives peuvent être estampées ou coulées.
Les versions modernes de batteries WET utilisent des alliages de calcium et d'autres additifs pour prolonger leur durée de vie et réduire l'entretien nécessaire. Les options moins chères utilisent de l'antimoine, tandis que les versions haut de gamme incorporent de l'argent en plus du calcium pour augmenter leur fiabilité et sécurité. Les modèles modernes intègrent des séparateurs en fibres et des grilles forgées. La composition de la masse active est constamment améliorée pour optimiser les performances des batteries.
Les batteries utilisant la technologie EFB se distinguent dans cette catégorie. Cette technologie augmente considérablement le nombre de cycles de décharge et de charge qu'une batterie peut supporter. Lorsqu'elles sont déchargées à 80 %, ces batteries peuvent être rechargées plus de 450 fois. Les batteries EFB ont une durée de vie allant jusqu'à six ans.
Top 5 Batteries Lithium 12,8V (LiFePO4)
Parmi les avantages des batteries WET, on trouve leur prix abordable et un large choix de modifications : il est possible d'acheter des batteries avec polarité directe ou inversée, différents types de bornes et diverses configurations de boîtiers. Cependant, elles présentent aussi des inconvénients tels qu'une durée de vie courte, la possibilité d'émanations toxiques et l'impact négatif des décharges profondes sur leur état.
Batteries AGM
Les batteries utilisant la technologie AGM sont une option plus moderne. Elles sont principalement utilisées pour les transports maritimes, mais elles sont également devenues populaires ces dernières années chez les propriétaires de voitures. Ces batteries ont un nombre relativement limité de cycles de charge et décharge, mais elles fournissent un courant de manière efficace et peuvent fonctionner dans n'importe quelle position. Comme les plaques sont constamment en contact avec l'électrolyte, un court-circuit est exclu. Ces batteries peuvent fournir des courants élevés même si elles sont renversées.
Grâce à leur conception spéciale et à l'absence d'évaporation, la durée de vie des batteries AGM est prolongée. En fonction des conditions d'utilisation, elles peuvent durer jusqu'à 10 ans, voire plus. Les plaques de ces batteries se détériorent beaucoup plus lentement.
Capacité de supporter jusqu'à 700 cycles de charge et décharge.
Batteries GEL
Comme les batteries AGM, les batteries GEL n'ont pas d'électrolyte liquide, mais leur composition est différente. Les batteries GEL utilisent un mélange d'oxydes de silicium ayant une consistance épaisse. Cela élimine complètement les courts-circuits entre les plaques de la batterie. Pendant l'utilisation, l'électrolyte ne s'évapore pas et couvre en permanence les plaques. Même sans ajout de composants d'alliage, ces batteries durent plus de 10 ans.
Le principal inconvénient des batteries GEL est leur coût relativement élevé.
Cependant, elles présentent des avantages indéniables : certaines modèles ont une durée de vie atteignant 25 ans avec une utilisation correcte. Le nombre maximum de cycles de charge et de décharge, avec une décharge jusqu'à 80 %, dépasse les 1200.
Batteries Li-ion
Les batteries lithium-ion sont largement utilisées sur les bateaux et yachts en raison de leur légèreté. Une batterie de 12 volts 100 Ah pèse environ 10 kg, tandis qu'une batterie au plomb-acide de même capacité pèse plus de 30 kg. Malgré leur taille modeste, la capacité utile des batteries LiFePO4 est 2 à 3 fois supérieure à celle des batteries au plomb-acide. En outre, elles ne sont pas sujettes à la sulfatation et permettent une utilisation cyclique et une décharge profonde.
Les conditions réelles d'utilisation des batteries sur les bateaux diffèrent des conditions de test. Par conséquent, la durée de vie réelle des batteries n'atteint jamais les valeurs spécifiées par les fabricants. Les batteries au plomb-acide conventionnelles peuvent supporter 150-200 cycles de charge/décharge et tombent en panne bien avant d'avoir atteint la moitié des cycles mesurés en laboratoire. Dans les mêmes conditions, les batteries lithium durent 3 à 4 fois plus longtemps.
Lorsque vous choisissez un modèle spécifique pour les batteries de démarrage et de traction, certains points doivent être pris en compte en fonction du type de batterie à charger.
Par exemple, plus une batterie au plomb-acide est chargée, moins le courant doit lui être fourni. Pour éviter d'endommager la batterie lorsque la charge atteint 75-80 %, le chargeur passe en mode de tension constante et la batterie elle-même détermine le courant nécessaire.
Cette étape dure de 4 à 8 heures et est cruciale pour les batteries au plomb-acide. Cependant, en raison du manque de temps sur les bateaux, elle est souvent négligée. Le temps de charge est réduit, mais la capacité disponible diminue également, atteignant seulement 30-35 % de la capacité nominale.
Les batteries lithium pour bateaux offrent jusqu'à 80 % de leur capacité nominale. Elles peuvent être déchargées jusqu'à 20 % et rechargées à 100 %.
Le courant consommé par une batterie LiFePO4 reste constant pendant toute la durée de la charge et ne diminue rapidement qu'à la toute fin. Par conséquent, même si la charge se termine à une tension de 13,8-14,0 V, l'étape de tension constante peut ne durer que 10 à 30 minutes. Si la tension finale de charge est augmentée à 14,4 V, cette étape peut être complètement supprimée.
Sur la plateforme topRik, nous proposons une large sélection de modèles et modifications de batteries marines pour toutes les technologies mentionnées. Cela vous donne l'opportunité de choisir la batterie appropriée pour tous les besoins de votre yacht, qu'il s'agisse de batteries de démarrage ou de traction.
Processus de charge des batteries
Les batteries de service sur un bateau ou un yacht sont conçues pour alimenter les équipements embarqués. En plus du groupe de service, le navire peut être équipé de batteries pour un propulseur, un moteur électrique ou un guindeau d'ancre. Compte tenu du fait que chaque groupe de batteries de traction peut avoir des tensions, capacités et compositions chimiques différentes, organiser leur charge correctement devient une tâche complexe.
La solution passe par plusieurs étapes. Tout d'abord, choisissez un chargeur suffisamment puissant, doté de profils pour charger les principaux types de batteries de traction et équipé de deux ou trois sorties. Ensuite, sélectionnez un dispositif d'isolation pour charger plusieurs groupes de batteries depuis le générateur du moteur de propulsion. Cela peut être un relais ou un séparateur de batteries adapté.
Une navigation autonome est impossible sans surveiller l'état des batteries. Dans le cas le plus simple, un voltmètre est utilisé, mais des dispositifs combinant voltmètre, ampèremètre et compteur d'ampères-heures dans un seul boîtier sont beaucoup plus informatifs et précis. Le moniteur de batterie peut être conçu pour travailler avec un seul groupe ou pour surveiller plusieurs sources de charge et batteries.
Si des batteries de traction alimentent des consommateurs puissants, comme un onduleur, elles doivent être protégées contre les décharges profondes. Des dispositifs spéciaux déconnectent la charge dès que la tension de la batterie tombe en dessous de 11,5-12,0 V. Des dispositifs de protection sont également installés lorsqu'une seule batterie est utilisée à la fois pour démarrer le moteur et alimenter les équipements à bord.
En navigation, les batteries de traction sont chargées par le générateur du moteur de propulsion d'un bateau ou yacht. Cependant, en raison du mode de fonctionnement du générateur, la charge des batteries de traction prend trop de temps et entraîne une consommation accrue de carburant ainsi qu'une usure supplémentaire si le moteur est démarré spécifiquement pour charger les batteries. Des chargeurs spéciaux augmentent l'efficacité de charge du générateur, et des sources de charge supplémentaires, comme des panneaux solaires, rechargent les batteries lorsque le moteur est à l'arrêt.
Comment connecter correctement le chargeur à la batterie
Une batterie de démarrage dure en moyenne 5 à 7 ans sur un yacht et peut supporter des milliers de démarrages de moteur. Cependant, si elle est déchargée à 50 % de sa capacité 30 à 40 fois, la batterie tombera rapidement en panne. Les plaques fines ne supportent pas les charges cycliques et se détériorent.
Pour qu'une batterie puisse supporter des centaines de cycles de charge et décharge sans dommage, les grilles des plaques sont épaissies, le matériau actif poreux est remplacé par un matériau dense, et les plaques elles-mêmes sont enveloppées dans une fibre de verre durable. Ces batteries sont appelées batteries de traction.
Étant donné que la conception et les méthodes d'utilisation des batteries de démarrage et de traction diffèrent, leur processus de charge diffère également.
Qu'est-ce qu'un interrupteur de batterie numérique et comment fonctionne-t-il sur les yachts ?
Choisir le mode de charge adapté à votre type de batterie. Réglage de la tension et du courant de charge
Un générateur à tension de sortie constante est utilisé pour charger les batteries de démarrage.
Tout d'abord, la batterie fournit de l'énergie électrique au démarreur et excite le générateur. Ensuite, le générateur restitue la charge consommée à la batterie.
Mais la batterie ne se limite pas au démarrage du moteur : elle sert également de charge pour le générateur, aidant à maintenir une tension stable dans le système électrique. Sans batterie, la tension fluctuerait fortement chaque fois qu'un équipement embarqué est activé ou désactivé. Par conséquent, un générateur en marche doit toujours être connecté à la batterie.
L'option d'installation optimale est une batterie au plomb-acide de démarrage (AGM ou avec électrolyte liquide) associée à une batterie lithium fer phosphate de service (LiFePO4). Pour charger la batterie de service, un chargeur DC-DC est utilisé, qui limite le courant et régule la tension de charge de la batterie lithium.
Une batterie LiFePO4 peut démarrer le moteur même si la tension des cellules tombe à 3,0 V. Cependant, le coût relativement élevé et la complexité des batteries lithium ne justifient pas leur utilisation à cette fin. Une batterie au plomb-acide dédiée est plus adaptée, facile à charger avec un chargeur à quai ou un petit panneau solaire. Avec un entretien approprié, la durée de vie d'une batterie de démarrage à électrolyte liquide sur les navires est de 7 ans ou plus.
Le processus de charge des batteries de traction peut comprendre plusieurs étapes. Pour chacune d'elles, le chargeur ajuste une valeur de tension spécifique. Selon le type de batterie, il peut y avoir 3 à 4 étapes de charge.
Un chargeur correctement sélectionné prolonge considérablement la durée de vie des batteries de traction.
Pour chaque type de batterie au plomb-acide de traction, un chargeur moderne applique des réglages spécifiques :
- les batteries avec électrolyte liquide se chargent à une tension de 14,8 V, puis subissent une désulfatation à 15,1-15,5 V ;
- les batteries gel et AGM de traction se chargent à une tension de 14,2-14,4 V ;
- les batteries acide liquide scellées se chargent à une tension de 14,4 V.
Certains modèles de chargeurs permettent de créer un profil de tension adapté aux besoins du propriétaire – pour tout type de batterie de traction.
Les chargeurs pour batteries de traction sur bateaux doivent fonctionner dans des conditions de forte humidité et de vibrations intenses. Les modèles pour bateaux ouverts sont donc conçus avec des boîtiers scellés et antichocs. Cependant, si des espaces sur le bateau ou le yacht sont protégés de l'eau directe, une classe de protection IP22 est suffisante. Les composants électroniques de ces modèles sont protégés de l'humidité par des films polymères.
Avant d'acheter un chargeur :
- Identifiez le type de batteries. Les courants de charge autorisés diffèrent pour les batteries gel, AGM et acide liquide.
- Si la batterie est constituée de plusieurs batteries de traction connectées en parallèle, le chargeur doit être suffisamment puissant. Courant de charge recommandé : minimum 10 % de la capacité de la batterie.
- Assurez-vous que le niveau d'ondulation de la tension de sortie du chargeur est de 5 % ou moins, que son efficacité est de 85-90 %, et que le facteur de puissance est proche de 1.
N'oubliez pas que la tension de charge diffère selon les marques de batteries. Suivez en priorité les recommandations des fabricants plutôt que le type de batterie de traction.
Le courant de charge dépend également du type de batterie et se calcule en pourcentage de la capacité C20. Plus le courant est élevé, plus la charge est rapide, mais le risque de surchauffe et de détérioration de la batterie augmente. Courants maximum autorisés pour différents types de batteries de traction :
- batteries lithium – 100 % C20 ;
- batteries AGM – 30-50 % C20 ;
- batteries gel – jusqu'à 30 % C20 ;
- batteries à électrolyte liquide – 10-25 % C20.
Signes de charge correcte et incorrecte
Si la tension de charge de la batterie est mal choisie, les problèmes suivants peuvent survenir :
- une tension trop faible entraîne une sulfatation du matériau actif, réduisant rapidement la capacité de la batterie ;
- une tension trop élevée provoque la corrosion des grilles des plaques positives, augmente la pression de gaz dans le boîtier et évacue une partie de l'électrolyte.
Étant donné qu'il est impossible de reconstituer la perte d'eau dans les batteries gel et AGM, la surcharge est strictement interdite pour ces batteries.
Voici les principales erreurs lors de la charge des batteries, leurs conséquences et les moyens de les éviter.
La batterie reste déchargée pendant une longue période. Une sulfatation se produit, réduisant la capacité de la batterie. Installez un chargeur embarqué et rechargez la batterie si vous l'avez utilisée pendant plus de 30 minutes.
Tension de charge trop basse. Les régions internes des plaques épaisses restent sous-chargées. La batterie ne se charge pas à 100 %. Le temps de fonctionnement de l'équipement est inférieur à son potentiel. Une sulfatation et une perte de capacité se produisent. Utilisez un chargeur avec un mode adapté à votre type de batterie. Plus la tension de charge est élevée, plus la batterie conserve d'énergie. Assurez-vous de désulfater les batteries.
Surcharge de la batterie. L'électrolyte libère du gaz, la batterie perd de l'eau et les plaques se dessèchent. Cela est dangereux pour les batteries GEL et AGM. Utilisez un chargeur automatique doté d'un algorithme adapté à votre type de batterie.
Charge avec un courant excessivement élevé. La batterie chauffe, les plaques se déforment, un court-circuit se produit entre elles, et la batterie tombe en panne. Utilisez un chargeur compensé en fonction de la température. Le capteur de température doit être installé sur la batterie. Le chargeur réduit la tension si la température de la batterie augmente.
Mode de stockage incorrect. Pendant le stockage, les batteries se déchargent et la sulfatation commence. Cela est particulièrement dangereux pour les batteries à électrolyte liquide. Installez un chargeur embarqué avec un mode de charge d'entretien. Laissez le chargeur allumé lors du stockage prolongé des batteries.
Veuillez noter que la marketplace topRik propose un catalogue étendu avec des prix pour les chargeurs des meilleurs fabricants mondiaux d'équipements électriques marins. Chez nous, vous pouvez acheter un chargeur parfaitement adapté au type de batteries installé sur votre yacht.
Surcharge et sous-charge. Dangers et conséquences
En cas de sous-charge régulière, des cristaux de sulfate de plomb insolubles se forment sur les plaques de la batterie, réduisant considérablement les performances de la batterie de traction. Le sulfate de plomb augmente la résistance, ce qui conduit le chargeur à définir incorrectement la tension de charge, entraînant une sous-charge supplémentaire de la batterie.
Les batteries avec des plaques sulfatées ne peuvent pas être restaurées à leur état normal et doivent être remplacées. Rechargez donc les batteries complètement et effectuez une égalisation des batteries à électrolyte liquide toutes les six à huit semaines.
La surcharge a des conséquences particulièrement tragiques pour les batteries gel et AGM. Avec une surcharge constante, l'électrolyte s'évapore, et un emballement thermique se produit, rendant la batterie de plus en plus chaude.
À RETENIR
- Une batterie de traction dure plus longtemps si elle est déchargée à 30-50 % de sa capacité.
- Une décharge de 70 % est la valeur maximale sécuritaire.
- Ne laissez pas les batteries déchargées pendant de longues périodes.
- Rechargez les batteries après chaque utilisation.
- Ne mélangez pas d'anciennes et de nouvelles batteries dans le même circuit de batterie.
Avis sur les produits
Pratique
Meilleur
Avis sur les yachts
Comment faire
Wiki
Entreprise
