Dimensionner sa batterie pour un camping-car, un van ou un site isolé

Le calculateur dimensionne une batterie à partir de votre consommation : la puissance de chaque appareil, ses heures d’utilisation par jour, puis le nombre de jours à tenir sans recharge. L’installation complète est décrite dans le guide de l’électricité du camping-car, du van et du bateau. Le calculateur d’autonomie d’une batterie fait le calcul inverse : il donne la durée pendant laquelle une batterie donnée alimente vos appareils.

Comment le calcul est fait

1. La consommation par jour. Pour chaque appareil, le calculateur multiplie sa puissance par ses heures d’utilisation par jour. Un appareil en courant continu, branché sur la batterie, compte pour cette consommation telle quelle. Le calculateur le compte ainsi quelle que soit la tension du système : pour un appareil en 12 V sur une batterie de 24 ou 48 V, les pertes d’un éventuel convertisseur de tension ne sont pas comptées (notre choix). Un appareil en 230 V passe par un convertisseur, qui perd une partie de l’énergie : le calculateur divise sa consommation par un rendement de 88 %. C’est notre choix, dans la fourchette des rendements maximaux de 87 à 92 % que Victron donne pour ses convertisseurs Phoenix VE.Direct de 250 à 1 600 VA ; ce rendement maximal n’est atteint qu’à la charge la plus favorable ¹.

2. Les jours sans recharge. Le calculateur multiplie la consommation par jour par le nombre de jours que la batterie doit tenir sans moteur, sans soleil et sans borne. En hiver, un panneau solaire recharge peu : selon nos calculs avec l’outil européen PVGIS (moyennes 2005-2023, 14 % de pertes, panneau posé à plat, pose libre), 100 Wc produisent en décembre de 48 Wh par jour à Lille à 130 Wh à Marseille ². Le guide de l’autonomie d’un camping-car en hiver détaille ces chiffres.

3. La part de la batterie utilisée. Victron annonce pour ses batteries Lithium Battery Smart (LiFePO4) 2 500 cycles à 80 % de profondeur de décharge, 3 000 à 70 % et 5 000 à 50 %, jusqu’à ce qu’il leur reste 80 % de leur capacité nominale ³ ; pour ses batteries AGM Deep Cycle, 400 cycles à 80 % de décharge, 600 à 50 % et 1 500 à 30 % ⁴. Chez ce fabricant, plus la décharge de chaque cycle est profonde, moins la batterie fait de cycles. Dans son rapport technique sur les batteries et les solutions de charge à ajouter aux véhicules de camping, mis à jour en mars 2024, l’ADAC, le club automobile allemand, conseille de n’utiliser que 30 à 75 % de la capacité d’une batterie au plomb, selon son type et le courant de décharge, et indique qu’une batterie LiFePO4 peut être déchargée presque entièrement ⁵. Le calculateur utilise 80 % de la capacité d’une batterie LiFePO4 et 50 % de celle d’une batterie au plomb, AGM ou gel (notre choix) : à besoin égal et à 25 °C, il demande donc à une batterie au plomb 1,6 fois plus d’énergie nominale (notre calcul).

4. Le froid. Les deux fiches que le calculateur utilise donnent moins que la capacité nominale au froid. Victron donne pour sa batterie Lithium Battery Smart de 100 Ah une capacité de 80 Ah à 0 °C et de 50 Ah à −20 °C, pour un courant de décharge jusqu’à 1C ⁶. La fiche de la batterie AGM UB1270 d’Universal Power Group, une petite batterie de 12 V et 7 Ah dont nous avons lu une copie hébergée par un revendeur américain, donne 85 % de sa capacité à 0 °C et 65 % à −15 °C pour une décharge en 20 heures ⁷. Donnés pour des courants très différents, les chiffres de ces deux fiches ne se comparent pas entre eux (notre lecture). Le calculateur applique à toutes les batteries LiFePO4 les parts de capacité que la fiche de Victron donne pour sa batterie de 100 Ah (80 % à 0 °C et 50 % à −20 °C, notre calcul) et à toutes les batteries au plomb, AGM comme gel, les pourcentages de la UB1270 (notre choix) : la fiche de votre batterie peut donner d’autres valeurs. À −10 °C, il utilise une interpolation linéaire entre ces points (notre choix) : 65 % pour le LiFePO4 et environ 72 % pour le plomb (notre calcul). La fiche de la UB1270 ne donne rien en dessous de −15 °C : pour le plomb à −20 °C, le calculateur n’affiche pas de résultat.

5. La tension. La capacité en ampères-heures est l’énergie divisée par la tension (notre lecture de la définition du volt, un watt par ampère, dans la brochure du Bureau international des poids et mesures ⁸). Le calculateur prend la tension nominale de la batterie (notre choix). Victron indique qu’une cellule LFP a une tension nominale de 3,2 V, qu’une batterie de 12,8 V en associe quatre en série et une batterie de 25,6 V huit, et qu’un système de 48 V se construit de préférence avec deux batteries de 24 V en série ⁹ : le calculateur compte donc 12,8 V pour un système LiFePO4 de 12 V, 25,6 V en 24 V et 51,2 V en 48 V (deux fois 25,6 V, notre calcul). Pour le plomb, il compte 12 V, la tension nominale qu’imprime la fiche de la UB1270 ⁷, et 24 ou 48 V pour deux ou quatre batteries de 12 V en série (notre calcul).

En résumé (notre calcul) : énergie (Wh) = consommation par jour × jours ÷ (part utilisée × part restante au froid), puis capacité (Ah) = énergie ÷ tension nominale. Le résultat est arrondi au-dessus, à l’ampère-heure et à la dizaine de wattheures.

D'où viennent les valeurs proposées

Les autres appareils de la liste reprennent les puissances du calculateur d’autonomie, dont la section sur l’origine des valeurs donne les sources. Une différence : les deux appareils de pression positive continue (PPC) sont comptés ici sur le 12 V, sans convertisseur 230 V, car le guide de ResMed de 2015 donne leur courant pour un AirSense 10 alimenté en 12 V par le convertisseur DC/DC du fabricant, avec un tuyau SlimLine ¹².

Exemples

Avec les valeurs proposées, la consommation est de 348 Wh par jour (notre calcul) : 283 Wh pour la glacière et 65 Wh pour l’ordinateur, rendement du convertisseur compris. Pour deux jours sans recharge et un système de 12 V, le calculateur donne (notre calcul) :

À 25 °C, la même consommation demande en LiFePO4 34 Ah en 24 V et 17 Ah en 48 V, la glacière restant comptée sans perte : l’énergie reste de 870 Wh, seule la tension change (notre calcul).

Ce que le calcul ne prend pas en compte

• La consommation à vide du convertisseur. Un convertisseur allumé consomme même sans appareil branché : de 4,2 à 12 W pour les modèles 12 V de la gamme Phoenix VE.Direct de Victron ¹, soit de 101 à 288 Wh s’il reste allumé 24 heures (notre calcul). Le calculateur ne la compte pas : pour l’ajouter, choisissez « Autre appareil en courant continu » avec cette puissance et le nombre d’heures où le convertisseur reste allumé. Avec 4,2 W jour et nuit, l’exemple passe de 68 à 88 Ah (notre calcul). Le guide du convertisseur détaille cette consommation à vide d’un convertisseur 12 V 230 V.
• Le rendement des petits appareils en 230 V. Le calculateur compte 88 % quelle que soit la puissance de l’appareil, alors que ce rendement maximal n’est atteint qu’à la charge la plus favorable ¹ : pour un petit appareil, comme l’ordinateur portable de l’exemple, la consommation réelle peut être plus forte (notre lecture).
• La recharge pendant ces jours. Le calcul suppose qu’aucune énergie n’arrive pendant les jours choisis. Pour savoir ce que des panneaux solaires rechargent mois par mois, voir le calculateur de panneau solaire pour van ou site isolé.
• Le courant que la batterie doit fournir. Le calcul additionne des énergies ; il ne vérifie pas que la batterie et son système de gestion (BMS) laissent passer le courant de vos appareils. Selon l’ADAC, le BMS intégré d’une batterie LiFePO4 protège ses cellules de la surintensité (un appareil qui tire trop de courant) et de la tension trop basse en coupant sans prévenir, et un convertisseur de 1 500 W sur 230 V demande donc une batterie LiFePO4 d’au moins 150 Ah ⁵ ; voir quand le BMS coupe sous une forte charge.
• L’âge de la batterie. Le calcul part de la capacité d’une batterie neuve. Victron annonce que ses batteries Lithium Battery Smart gardent au moins 80 % de leur capacité nominale au bout des cycles indiqués plus haut ³.

Charger par temps froid

Les limites de charge d’une batterie LiFePO4 par temps froid dépendent du modèle : suivez sa notice. Victron n’autorise la charge de ses batteries Lithium Battery Smart qu’entre +5 et +50 °C ⁶ ; Super B autorise celle de sa batterie Epsilon de 0 à 45 °C quand son réchauffage est coupé ¹³. Selon l’ADAC, une batterie LiFePO4 ne peut pas être chargée sous environ 3 °C sans réchauffage, et il recommande fortement les premières batteries à chauffage intégré à ceux qui campent toute l’année ou en hiver ⁵. En laboratoire, une cellule LFP déjà vieillie, chargée et déchargée à −5 °C, a montré la signature d’un dépôt de lithium métallique, qu’une cellule neuve ne montrait pas ¹⁴. Les limites de plusieurs fabricants et leur réchauffage sont comparés dans la section « Le froid » du guide de la batterie lithium pour camping-car.