CHARIOT DE GOLF TROLEM Annexe batteries

CHARIOT DE GOLF TROLEM
Annexe batteries
Durée : 2 h
Série 3 – TP 3
La capacité d’un accumulateur :
C’est la quantité d’électricité que peut faire circuler un accumulateur de sa charge complète à sa décharge.
Cette charge électrique peut s’exprimer en Coulomb (C), mais l’usage est de l’exprimer en ampère heure (Ah)
qui est donc la charge transportée par un courant d’intensité égale à 1 ampère pendant une durée d’une
heure :1A.h =1A * 3600 s = 3600 C=3,6 kC.
Q =I ∆t avec Q en Ah, I en ampère et ∆t en heure.
On définit les capacités nominales, qui correspondent à des décharges à intensité constante à 25°C pendant
une durée de 20 h (Q20, capacité nominale et I20, intensité nominale).
Les caractéristiques de la batterie du chariot étant Q20 = 25 Ah, lors de sa décharge, elle sera traversée par un
courant d’intensité nominale I20 = Q20 /∆t soit 25/20 =1.25 A
Toutefois, la capacité n’est pas une valeur constante.
En effet, elle dépend également des facteurs suivants :
•
•
•
•
•
•
Intensité du courant de décharge.
Durée de la décharge.
Déroulement de la décharge (si on observe des pauses au cours du cycle décharge, la capacité est plus
grande que si l’on effectue une décharge continue).
Tension de fin de décharge par élément Ua appelé tension d’arrêt.
Température et masse volumique de l’électrolyte.
L’âge de la batterie: la capacité diminue lorsque la batterie approche de la fin de sa durée de vie, à cause des
pertes de matière active des plaques.
Remarque: Pour des intensités de décharge voisines de l’intensité nominale, on pourra considérer la capacité
de la batterie comme constante. Par contre, lors des démarrages du véhicule, les intensités fournies sont très
importantes (jusqu’à 70 ampères pour le chariot) et la capacité réelle de l’accumulateur sera inférieure à sa
capacité nominale.
Le facteur le plus important est l’intensité du courant de décharge.
En effet, plus le courant de décharge est faible, plus la capacité est grande et inversement.
Ceci s’explique par le fait que lorsque le courant de décharge est faible, les réactions électrochimiques
s’effectuent lentement et en profondeur par les pores des plaques, tandis que, pour un fort courant de décharge,
les transformations sont superficielles.
La puissance chimique totale Pt :
C’est la puissance fournie par un accumulateur de f.é.m E débitant un courant d’intensité I constante.
Pt =E.I avec Pt en watt (W), E en volt (V), I en ampère (A).
Remarque : E peut être considérée comme constante tant que les intensités ne sont pas trop importantes.
Une partie de cette puissance est utilisé pour déplacer le chariot par l’intermédiaire du moteur (Pu :puissance
utile) et une autre est dissipée dans la batterie sous forme de chaleur (Pj :puissance dissipée).
Si ∆t est la durée de décharge, l’énergie totale fournie est :
Wt =Pt. ∆t
La puissance utile Pu :
Elle est égale au produit de la tension aux bornes de la batterie en cours de fonctionnement par l’intensité I du
courant la traversant :
Pu=Upn.I
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CHARIOT DE GOLF TROLEM
Annexe batteries
Durée de vie d’un accumulateur au plomb :
Elle est d’autant plus longue que celui-ci sera
moins déchargé.
Il faut donc recharger régulièrement ce type 3000
2800
d’accumulateur.
2600
Nombre de cycles
2400
2200
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
%
200
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Abaques caractéristiques de chaque batterie :
Ex :SI on décharge cette batterie à 60 % de sa
capacité sa cyclabilité sera de 600 cycles et de 400
cycles à 80 %
de Décharge
Influence du taux de décharge sur le nombre de cycles que peut réaliser l’accumulateur
EX : Pour un courant de décharge
constant I= 6 fois I20, la capacité réelle
est égale à 70% de la capacité nominale
100
Capacité en % de la capacité
nominale
80
70%
60
Capacité de l’accumulateur en fonction du régime de
décharge
VERIFICATION DES PERFORMANCES DU
CHARIOT :
Caractéristiques de l’accumulateur :
•
•
•
40
20
0
1
2
3 4 5
10
Tension nominale :E=12 V.
6
Capacité nominale Q20=25 Ah pour une décharge en 20 h à intensité
constante I20.
Résistance interne négligeable.
20 30 40
70
100
140
Intensité du courant de décharge
exprimé en fonction de I20
La capacité réelle dépend du régime de décharge. Elle est donnée par la courbe ci-dessus.
Suite aux essais effectués avec le chariot, il s’avère d’après les relevés de courbe d’intensité que le courant moyen est
de l’ordre de 18 A dans les pentes abruptes et 4 ampères sur le plat.
En considérant que le parcours comporte 25 % de côtes, et en faisant l’hypothèse simplificatrice de considérer I comme
l’intensité moyenne constante du courant de décharge.
On aura I décharge =( 18 *1/4) + (4*3/4) = 7.5 A.
Quelle serait dans ce cas l’autonomie du chariot ?
Déterminons le courant nominal I 20.
I20 = Q20 /Δt soit 25/20 =1.25 A
k * I20 = 7.5 soit k =7.5 / 1.25 = 6.
Soit en reportant la valeur 6 sur l’axe des abscisses de la courbe, on détermine une capacité réelle de 70 %.
Soit Q = 25 * 70 % soit Q réelle = 17.5 Ah.
Or Δt = Q / I , d’où Δt = 17.5 / 7.5 = 2.3 heures soit 2h heures 20 mn de déplacement effectif.
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