Ce qu’est le C-rate
Le C-rate mesure la vitesse de charge ou de décharge d’une batterie par rapport à sa capacité. À 1C, le courant est égal à la capacité en ampères-heures : une batterie pleine se vide en une heure. À 0,5C, il faut deux heures ; à 2C, trente minutes.
C-rate = courant (A) ÷ capacité (Ah) et durée (h) ≈ 1 ÷ C-rate
Exemple
Une batterie lithium-ion de 5 Ah sous 3,7 V qui débite 2,5 A :
- C-rate : 2,5 ÷ 5 = 0,5C ;
- durée de décharge idéale : 2 heures (120 minutes) ;
- énergie stockée : 5 × 3,7 = 18,5 Wh ;
- puissance à ce courant : environ 9,3 W.
Pourquoi la durée réelle est plus courte
La durée idéale suppose que toute la capacité nominale reste disponible quel que soit le régime. En pratique :
- à fort courant, la résistance interne transforme davantage d’énergie en chaleur et la tension atteint plus vite le seuil de coupure, d’où une capacité utile réduite (effet Peukert, marqué sur les batteries au plomb) ;
- la capacité baisse par temps froid ;
- une batterie usée a perdu une partie de sa capacité.
La charge
Les batteries lithium se chargent à courant constant puis à tension constante (CC-CV). Le courant diminue en fin de charge : une charge complète prend environ 20 % de plus que capacité ÷ courant. Beaucoup de cellules sont prévues pour une charge de 0,5C à 1C ; les cellules à charge rapide acceptent 2C ou plus, mais seulement dans les limites de courant et de température du fabricant.
Ordres de grandeur
- Cellules lithium-ion grand public : charge 0,5 à 1C, décharge 1 à 2C en continu.
- Cellules d’outillage et de drones : décharge de 10C à 30C, voire plus.
- LiFePO4 : souvent 1C en charge et 1 à 3C en décharge.
- Plomb : idéalement sous 0,2C ; la capacité est en général donnée en 20 heures (0,05C).
Conseils
- Un C-rate plus faible signifie moins de chaleur et une durée de vie plus longue.
- Pour un pack en série, prenez la capacité d’une branche ; des branches en parallèle additionnent les capacités et réduisent le C-rate par cellule.
- Vérifiez toujours les courants maximaux continu et crête sur la fiche technique.