Calculateur d’autonomie de batterie

Calculateur d’autonomie de batterie : estimer la durée depuis mAh et courant

Le calculateur d’autonomie estime combien de temps une batterie peut alimenter un appareil à partir de sa capacité en milliampères-heures (mAh) et du courant moyen consommé en milliampères (mA). Il calcule aussi la capacité minimale nécessaire pour atteindre une durée cible, utile pour les systèmes embarqués, objets connectés, appareils portables et secours d’alimentation.

Formule d’autonomie {#formula}

Autonomie (heures) = (Capacité × Efficacité) ÷ Courant consommé

Où :

• Capacité — capacité nominale de la batterie en mAh
• Efficacité — fraction utilisable (0,0 à 1,0, souvent 0,8)
• Courant consommé — consommation moyenne de l’appareil en mA

Exemple : une cellule lithium-ion de 3 000 mAh alimentant un circuit de 250 mA à 80 % d’efficacité :

Autonomie = (3000 × 0.8) ÷ 250 = 2400 ÷ 250 = 9.6 heures (9 h 36 min)

Pour trouver la capacité minimale nécessaire à une autonomie cible :

Capacité requise (mAh) = ⌈ (Courant × Heures souhaitées) ÷ Efficacité ⌉

Facteurs d’efficacité {#efficiency}

Aucune batterie ne fournit 100 % de sa capacité nominale en conditions réelles. Plusieurs facteurs réduisent la capacité utile.

Courbe de décharge

La tension baisse à mesure que la batterie se vide. La plupart des appareils possèdent un seuil de coupure, ce qui laisse une partie de la charge inutilisée.

Température

Le froid réduit fortement la capacité : une cellule lithium peut perdre 20 à 30 % à 0 °C et jusqu’à 50 % à −20 °C. La chaleur accélère le vieillissement et l’autodécharge.

Âge et cycles

Les batteries rechargeables se dégradent au fil des cycles. Une cellule lithium-ion après 500 cycles conserve souvent environ 80 % de sa capacité initiale.

Autodécharge

Toutes les batteries perdent de la charge au repos. Les alcalines perdent environ 2 % par an, les NiMH jusqu’à 20 % par mois, et les lithium-ion environ 2 à 5 % par mois.

Efficacité recommandée

Chimie	Efficacité typique	Notes
Lithium-ion	80–90 %	Courbe assez plate, bonne efficacité
Alcaline	70–85 %	La tension chute sous charge
NiMH	75–85 %	Autodécharge plus forte
LiFePO4	90–95 %	Courbe très plate
Lithium primaire	75–85 %	Très faible autodécharge

Capacités courantes {#common-batteries}

Type de batterie	Capacité typique	Tension	Usage courant
AA alcaline	2 400–3 000 mAh	1,5 V	Télécommandes, horloges, jouets
AAA alcaline	1 000–1 200 mAh	1,5 V	Petites télécommandes, LED
9V alcaline	500–600 mAh	9 V	Détecteurs, pédales d’effet
CR2032 lithium	210–240 mAh	3 V	Montres, RTC, télécommandes
18650 Li-Ion	2 500–3 500 mAh	3,6–3,7 V	Lampes, ordinateurs, batteries externes
21700 Li-Ion	4 000–5 000 mAh	3,6–3,7 V	Forts courants

Conseils pour maximiser l’autonomie {#tips}

Réduire le courant moyen

Utilisez les modes veille et le fonctionnement par cycles. Un microcontrôleur consommant 50 mA actif seulement 10 % du temps consomme en moyenne 5 mA.

Utiliser des régulateurs efficaces

Les régulateurs linéaires dissipent la différence de tension en chaleur. Les convertisseurs à découpage buck/boost atteignent souvent 85 à 95 % d’efficacité.

Mesurer le courant réel

Utilisez un multimètre ou un profileur de puissance pour mesurer la consommation moyenne. Les fiches techniques donnent des valeurs typiques, mais votre circuit peut différer.

Ajouter une marge

Dimensionnez pour 120 à 150 % de la capacité minimale calculée afin de couvrir le vieillissement, la température et les pics de charge.

Outils associés {#related}

• Calculateur de volume de tuyau — calculer volume et poids de fluide dans les tuyaux
• Calculateur de pourcentage — calculer augmentations, diminutions et pourcentages