Charger et équilibrer / Décharger / Stocker un accu lithium

Le processus de charge est l'étape réputée la plus dangereuse dans l'utilisation d'un accu lithium, raison pour laquelle il est recommandé de respecter certaines consignes de sécurité au cours de toute opération impliquant un chargeur et un accu au lithium.

Paramétrage / vérification du chargeur

C'est la première étape indispensable, celle qui doit intervenir systématiquement avant de brancher l'accu au chargeur.

En effet, les accus LiFe et LiPo possèdent des caractéristiques très différentes qu'il est impératif de respecter sous peine de conséquences dramatiques. En conséquence, seuls les chargeurs supportant le(s) type(s) d'accu à charger doivent être utilisés. Comment ça c'est évident ? On peut trouver certains conseils de psychopathes sur internet, comme par exemple celui d'utiliser un programme NiCd pour charger des accus LiFe. Ou d'autres pires encore. Se placer un pistolet chargé sur la tempe est moins risqué, avec pour autres avantages de ne pas déranger inutilement les pompiers, ni de dévaster l'appartement ou la maison, ni de mettre en danger les autres occupants.

Voici un récapitulatif des caractéristiques par type d'accu :

 

	NiCd	NiMH	LiFe	LiPo
Tension / cellule	1.2 V	1.2 V	3.3 V	3.7 V
Tension max / cellule	<1.5 V	<1.5 V	3.6 V	4.2 V
Tension min / cellule	0.85 V	1.0 V	2.5 V	3.0 V
Seuil de coupure recommandé / cellule	1.0 V	1.1 V	3.0 V	3.3 V

 

Ce tableau n'explique qu'en partie pourquoi les chargeurs possèdent un programme par type d'accu, car il existe encore d'autres caractéristiques propres à chaque type d'accu qui justifient de les traiter de manière spécifique.

En pratique, tous les chargeurs ou presque utilisent un schéma de fonctionnement semblable :

• sélection du mode (= type d'accu)
  
  • sélection du programme d'opération (charge, décharge etc...)
    
    • caractéristiques du programme

Dans tous les cas, une lecture très attentive du manuel de votre chargeur est indispensable !

Ne sautez pas les avertissements de sécurité : vous ne tomberez pas sur des blagues du style "ne placez pas d'animaux vivants dans le micro-ondes". Tous sont pertinents et doivent être respectés.

Concrètement, et dans l'ordre chronologique, voici les étapes à suivre pour charger un accu LiFe ou LiPo :

Choix du programme selon le type d'accu

Le type d'accu est toujours inscrit sur l'étiquette ou la gaine de l'accu. Dans le cas où la mention aurait disparu, vous n'avez que deux options possibles : soit vous savez de quel type d'accu il s'agit (et vous n'avez aucun doute à ce sujet), soit vous ne savez pas ou vous avez un doute. Dans le premier cas, ré-inscrivez le type sur l'accu, ça pourra toujours servir à l'avenir. Dans le second cas, ne prenez aucun risque et déposez l'accu au recyclage.

Attention, par défaut, de nombreux chargeurs proposent le dernier mode utilisé : il faut être prudent et toujours vérifier que le mode du chargeur correspond bien au type d'accu à charger.

Sélection du programme

Après la sélection du mode selon le type d'accu, il faut sélectionner le programme désiré parmi tous ceux offerts par le chargeur. Justement, commençons immédiatement par nous épargner plusieurs de ces programmes .

• Charge : NE PAS UTILISER, voir le programme Équilibrage.

• Charge Rapide (Fast Charge) : NE PAS UTILISER, voir le programme Équilibrage.

• Décharge (Discharge) : NE PAS UTILISER. Les accus LiPo et LiFe ne souffrent d'aucun effet "mémoire" (réel ou supposé). Décharger un accu LiFe ou LiPo ne sert à rien, que ce soit pour maintenir leur durée de vie ou leurs performances. En revanche, la décharge comporte à la fois un risque d'erreur dans le paramétrage de la tension minimale par cellule (ce qui endommage irrémédiablement l'accu et le rend dangereux) et le risque de ne pas pouvoir recharger l'accu immédiatement pour redonner aux cellules une tension de stockage ou d'utilisation (n'importe quel imprévu peut conduire à différer la remise en charge, ce qui peut là aussi endommager irrémédiablement l'accu et le rendre dangereux). Donc, à oublier purement et simplement.

Voilà, donc ça c'est fait . Voyons maintenant les deux seuls programmes intéressants :

• Équilibrage (Balance) : c'est LE programme à sélectionner pour charger un accu LiFe ou LiPo car il intègre une fonction d'équilibrage de la tension entre les cellules. Cet équilibrage est indispensable pour une utilisation en toute sécurité car seule la tension globale de l'accu est surveillée avec les programmes Charge et Charge Rapide. Nous avons déjà vu que les cellules ne se déchargent pas de manière synchrone : elles ne se chargeant pas non plus de manière synchrone. Une charge sans équilibrage conduit généralement à la surcharge de l'une des cellules (ce qui la détruit). La surcharge d'une cellule est l'une des principales causes de destruction des accus lithium.

 

Commençons par la deuxième photo qui est un concentré de tout ce qu'il ne faut pas faire : l'accu est un LiPo 3000mah, donc 1C = 3.0A. La tension de charge est fixée à 6.0A, soient 2C pour ce pack: même si certains fabricants précisent que leur accu peut supporter des charges à 2C voire 5C, la prudence élémentaire est de toujours charger à 1C seulement. Pas plus (danger), pas moins (inutile en plus d'allonger le temps de charge). Autre erreur : le programme de charge est sans équilibrage, raison pour laquelle la prise d'équilibrage n'est pas connectée sur la plaquette du chargeur. En résumé, tout ce qu'il ne faut pas faire lors de la charge d'un accu LiPo ou LiFe (et encore, j'aurais aussi pu choisir le mauvais type d'accu pour garantir le feu d'artifice).

Première photo à présent : le programme sélectionné est celui comprenant la fonction équilibrage de la tension entre les cellules, la prise d'équilibrage de l'accu est branchée sur la plaquette d'équilibrage du chargeur et la tension de charge a été fixée à 3A pour un accu de 3000mah. La première photo montre donc une phase de charge telle qu'elle doit être exécutée... à un détail près. En effet, pour les besoins de la photo, l'accu devait être visible : en pratique, l'accu doit toujours être enfermé dans un sac de charge ignifuge (LiPo Safe Bag : convient également aux accus LiFe). Pour rappel, le processus de charge est le moment réputé le plus dangereux dans la vie d'un accu (LiPo comme LiFe).

Donc, toujours pour cet accu LiPo de 3000mah, la bonne méthode de charge est la suivante :

 

On pourrait encore améliorer la sécurité pendant la charge en plaçant le chargeur et l'accu sur une surface ignifuge (comme du carrelage ou du béton par exemple). Sur la deuxième photo, la mention de sécurité figurant sur le sac de charge est aussi édifiante qu'instructive : "Attention, ne jamais laisser sans attention une batterie en charge. Toujours s'assurer que la batterie est sur une surface ignifuge. S'assurer que le rabat du sac est bien fermé pendant la charge. Le Lipo-Safe est conçu pour réduire les risques de dommage dans l'éventualité d'un incendie LiPo".

Un sac LiPo se trouve facilement pour moins de 5€, certains permettent de stocker plusieurs accus (pratique, mais si un accu prend feu, je ne donne pas cher de ceux qui sont stockés autour). De la sécurité à ce prix, ça ne doit pas se refuser.

Egalement, on ne laisse JAMAIS l'accu dans le modèle pour le charger.

A présent, les valeurs de charge avec équilibrage :

 

La charge avec équilibrage fournit deux sécurités supplémentaires importantes. La première intervient avant même le début de la charge : si la tension spécifiée (1S, 2S...) est incorrecte, le chargeur détecte l'erreur grâce à à la prise d'équilibrage et il se met en sécurité. La seconde concerne le respect strict de la tension maximale par cellule tout au long du processus de charge : 3.60V pour les LiFe ou 4.20 pour les LiPo.

Toujours débrancher l'accu du chargeur aussitôt que la charge est terminée.
Sous aucun prétexte on ne laisse "dormir" un accu relié au chargeur une fois la charge terminée : le chargeur émet toujours un son d'alarme en fin de charge. Et comme on ne laisse pas un accu en charge sans surveillance, ce point ne devrait pas poser de problème particulier.

Toujours patienter 1 à 2h après l'utilisation avant de recharger.
Les cellules LiFe / LiPo se dilatent légèrement lors de l'utilisation : ceci est parfaitement normal, nous l'avons décrit plus tôt. Il faut toujours patienter 1 à 2h le temps que la chimie interne des cellules retrouve un état de "repos" après la phase d'excitation pendant l'utilisation.
Ne pas observer ce délai entre utilisation et recharge provoquera un gonflement plus prononcé des cellules. Or nous avons vu que le gonflement des cellules mène irrémédiablement à leur destruction. Donc patientez. 

Encore une fois, les accus LiFe et LiPo sont des bombes à retardement quand ils sont négligés. Correctement entretenus et manipulés, les risques sont voisins de zéro. Mais ils exigent une discipline et des mesures de sécurité plus strictes qu'avec les anciens NiCd et NiMH. La RC est un loisir et un plaisir : n'en faites pas une activité dangereuse par négligence. 

• Stockage (Storage) : tout comme les NiCd ou NiMH, les LiFe et LiPo souffrent, dans une moindre mesure, du même phénomène d'auto-décharge (perte de tension dans le temps en cas de non-utilisation).

Tout accu LiFe ou LiPo qui ne sera pas utilisé pendant plus de 7 jours doit être placé en mode stockage. Donc, soit vous roulez tous les week end, soit vous mettez vos LiFe / LiPo en mode stockage entre deux sorties => c'est simple 

Le principe du mode stockage est d'ajuster la tension d'une cellule par charge ou décharge afin d'atteindre environ 75% de sa capacité. Cet ajustement de la tension de chaque cellule de l'accu permet de réduire drastiquement l'effet d'auto-décharge, mais surtout, de placer les cellules à une tension qui garantit la plus grande stabilité "naturelle" de leur chimie interne. La tension de chaque cellule devra toutefois être contrôlée tous les 3 mois d'inutilisation pour s'assurer qu'il n'y a pas de variation (l'hiver par exemple, période où les accus peuvent rester de longues périodes sans être utilisés).

A présent, les valeurs pour le stockage par type d'accu :

 

C'en est terminé de la fonction stockage au niveau du chargeur. Abordons maintenant le stockage physique des accus chez vous. Dans ce domaine également, il existe des règles simples à respecter, y compris pour les accus placés en mode stockage via le chargeur.

• Ignifuge : le mot le plus important. L'emplacement ne doit pas être inflammable : pas de tiroir du bureau ou d'étagère en bois, pas de boite en plastique. L'idéal est de placer chaque accu dans un sac LiPo-Safe (sac de charge) et chaque LiPo-Safe dans une caisse en métal placée sur une surface ignifuge (métal, carrelage, terre, ciment...). En pratique, le coût et la gestion de l'espace ne permettent pas forcément de multiplier toutes les sécurités : selon les cas, vous pouvez regrouper plusieurs accus dans un même sac de charge LiPo à condition de pouvoir refermer le sac. Pensez aux cantines en fer et caisses de munitions (surplus de l'armée par exemple) ou boites à outils en fer pour stocker vos accus. Dans tous les cas, placez la ou les "boite(s)" d'accus sur une surface ignifuge à l'écart de tout ce qui pourrait prendre feu.
• Température : si certains recommandent un stockage au frigo, ce n'est assurément pas la solution la plus WAF  (ni la plus sûre : voir le point suivant). Concrètement, la température idéale pour stocker des accus lithium se situe entre 4 et 21°C dans un lieu obligatoirement à l'ombre (pas besoin d'obscurité mais les accus ne doivent pas être exposés au soleil). Pour quelques heures (pendant le transport par exemple), les accus peuvent être exposés à des températures comprises entre -6 et 60°C sans causer de dommages. A partir de 75°C, les accus LiFe ou LiPo peuvent être irrémediablement endommagés et prendre feu spontanément (attention : une telle température est très rapidement atteinte dans l'habitacle d'une voiture garée en plein soleil).
• Accessibilité : pensez aux personnes qui pourraient accéder aux accus et les manipuler sans précaution, en particulier les enfants. Il n'est pas nécessaire de les faire garder par un pitbull, mais ne laissez pas non plus vos accus en libre accès à de jeunes enfants.
• Surveillance : même placés en mode stockage, n'abandonnez pas vos accus. De temps en temps, inspectez-les pour détecter tout gonflement suspect. Là non plus, un monitoring vidéo permanent n'est pas nécessaire, mais une petite inspection au moins tous les 3 mois est recommandée (ne serait-ce que pour contrôler la tension des accus en mode stockage).

Nous avons vu en détail ce qu'il faut savoir pour profiter pleinement et sereinement de ses accus. Même si cet article est long, les règles à suivre sont finalement peu nombreuses et font pour l'essentiel appel à davantage de bon sens qu'à de véritables connaissances. Les nouveaux accus LiFe et LiPo peuvent s'avérer dangereux à cause de leur chimie interne, mais c'est avant tout la négligence des utilisateurs qui provoque les incidents les plus graves (et le silence coupable de l'industrie en général). Certes, cette nouvelle génération d'accus impose de les traiter avec davantage de rigueur que les anciens NiCd et NiMH (qui peuvent aussi fuir et exploser dans les cas extrêmes), mais ils offrent en contrepartie une autonomie et des performances sans égal. A vous de savoir en profiter en toute sécurité.