Caractéristiques - BFH

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Caractéristiques - BFH
BFH-TI
technique automobile
6. Caractéristiques
Capacité
C
I
t
[61
. ] C  I t
=
=
=
capacité
courant de décharge
temps de décharge
[Ah]
[A]
[h]
Exemple:
Une batterie 12 V / 48 Ah alimente un véhicule dont les petits feux, 5 ampoules à 5 W et 5 ampoules à 2 W, sont
enclenchés.
Calculez le temps pour atteindre la décharge minimale admissible !
[16,46 h]
La batterie est déchargée, si avec un courant correspondant à une décharge de 5 à 20 heures, la tension de cellule
atteint 1,75 V. Une décharge supplémentaire est nuisible pour la batterie.
Pour les grands courants de décharge et surtout à basse température, cette tension peut être plus petite. A 18°C, si le
courant correspond à une valeur qui est le triple de la capacité, la tension de décharge admissible par cellule est 1
V.
Il y a des indications différentes pour la capacité :
- C20
=
- C10
- C5
=
=
- C1
=
- Cr,n
- Cr,e
- CCC
=
=
=
capacité pour une décharge en 20 heures
Cette valeur es, selon CEI 95-1[4] la valeur nominale Cn pour les batteries au démarrage.
Elle est indiquée pour la température de 25 ±2°C.
capacité pour une décharge en 10 heures
capacité pour une décharge en 5 heures
Cette valeur est utilisée pour les batteries de traction.
capacité pour une décharge en 1 heure
Cette valeur est utilisée pour les voitures électriques.
capacité nominale de réserve. Cette valeur est indiquée pour une température de 25 ±2°C.
capacité effective de réserve
capacité de démarrage au froid [3]
La capacité d'une batterie dépend de plusieurs facteurs
-
température
courant de décharge
temps de décharge
tension de décharge admissible
quantité d'acide
densité de l'acide
épaisseur des plaques
-
nombre de plaques par cellule
porosité de la masse active
construction de la grille
alliage de la grille
La capacité n’est pas une grandeur constante !
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-1
BFH-TI
technique automobile
Capacité en fonction de la température
100
95
90
85
C [%]
80
75
70
65
60
55
50
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
[°C]
figure 1: capacité en fonction de la température
Constatation:
Une variation de la température de 1°C produit une variation de la capacité de 1%.
Capacité en fonction de la durée de décharge
d'une batterie de traction au plomb avec des plaques à grille
120
100
C [%]
80
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
t [h]
figure 2: capacité en fonction de la durée de décharge
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-2
BFH-TI
technique automobile
La comparaison des plaques à grille avec les plaques blindées
Lorsqu'on fait la comparaison de la caractéristique Ct des batteries avec plaques à grille et plaques blindées on
constate que les plaques à grille sont meilleures pour la décharge des grands courants.
Nous savons que les batteries des véhicules électriques se déchargent en 0,5 à 1 h. Pour une décharge en 0,5 h on
trouve les résultats suivants:
plaques à grille
plaques blindées
50 % de C20
20 % de C20
Capacité en fonction de la durée de décharge
120
100
C [%]
80
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
t [h]
figure 3: comparaison de la capacité des batteries à plaques à grille et plaque blindée
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-3
20
BFH-TI
technique automobile
Exemple
Un véhicule électrique est équipé avec les batteries en plomb à électrolyte figé:
marque et type:
tension nominale:
capacité nominale C20:
masse:
courant max.:
nombre de batterie:
Sonnenschein dryfit A2000
08 1 90700 6N7G A 212/63 G
12 V
63 Ah
23,1 kg
400 A
14 en couplage en série
figure 4: caractéristique de la batterie Sonnenschein
[6.2]
J 20  I 20 
C20
20
- Calculez la masse totale de toutes les 14 batteries !
- Calculez la tension nominale de cette batterie d'entraînement !
- Déterminez la durée de décharge admissible pour un courant de décharge
de 60 A à une température de 30°C !
- Déterminez la durée de décharge admissible pour un courant de décharge
de 60 A à une température de –10°C !
- Déterminez la distance d'action possible de cette voiture dans les deux cas,
lorsque la consommation de l'énergie est 120 Wh/km de les batteries !
Karl Meier-Engel
[323,4 kg]
[168 V]
[0,56 h]
[0,39 h]
[47,04/32,76 km]
Batterie; Caractéristiques
6-4
BFH-TI
technique automobile
La capacité de réserve
La capacité nominale de réserve Cr,n [min]
La capacité nominale de réserve est la durée, en minutes, pendant laquelle une batterie au démarrage peut débiter
un courant de I = 25 A jusqu'à une tension de décharge admissible de Uf = 10,5 V.
Cette valeur nous indique la durée d'emploi d'une voiture qui a un alternateur défectueux. On admet un courant de
consommateur de I = 25 A.
La capacité effective de réserve Cr,e [min]
La capacité effective de réserve Cr,e doit être déterminée en déchargeant une batterie avec un courant constant de I
= 25 A jusqu'à une tension de décharge admissible de Uf = 10,5 V.
La valeur obtenue, exprimée en minutes, sert à vérifier la capacité nominale de réserve.
Détermination de la capacité C20
[6.3]
C20   133,3  17'778  208,3 Cr
Cette formule fourni des bons résultats pour: Cr  480 min  C20  200 Ah
Remarque:
Cette une formule empirique. Elle ne permet pas la transformation pour calculer Cr. La meilleur méthode pour
déterminer Cr, est la décharge de la batterie avec un courant de 25 A.
Exemple
Déterminez la capacité C20 d'une batterie au démarrage qui a une capacité effective de
réserve Cr,e = 68 min!
Karl Meier-Engel
[45,42 Ah]
Batterie; Caractéristiques
6-5
BFH-TI
technique automobile
Exemples:
La batterie de démarrage Leclanché 6Pb 45-325A "Polybatt" a les données suivantes: UN = 12 V, C20 = 45 Ah, à
20°C, Ri = 0,013 .
- Calculez la puissance maximale qui peut être débitée de cette batterie !
[2,769 kW]
- Calculez le courant pour une puissance de démarreur de 1 kW, si la résistance du
câble de démarreur est 1,5 m !
[733,6 A/94,01 A]
- Quelle est la tension aux bornes du démarreur ?
[1,363 V/10,64 V]
- Calculez la capacité de réserve de cette batterie !
[108 min]
- Pourquoi ce résultat est-il différent de celui de la page précédente ?
Le moteur M40 du BMW 318i a besoin à 20°C d'un couple de démarrage de 40 Nm. Le nombre de tours du moteur
au démarrage doit atteindre au moins nM = 100 1/min. Le démarreur à excitation permanente et réducteur
consomme un courant de I = 130 A pour un nombre de tours du moteur nM = 240 1/min.
nombre des dents du pignon au démarreur:
9
nombre des dents sur le volant:
114
rapport d'engrenages du réducteur:
4,36
Comme source de tension il y a une batterie de démarrage avec les données suivantes: U0 = 12,8 V, C20 = 44 Ah,
C1 = 27 Ah, résistance interne à 20C, Ri = 15 m.
Le câble du démarreur a une longueur de 95 cm et une section de 16 mm2.
- Calculez le couple nécessaire au pignon du démarreur !
[3,158 Nm]
- Calculez la puissance minimale débitée du démarreur !
[418,8 W]
- Calculez la puissance effective débitée du démarreur !
[1'005 W]
- Calculez la résistance du câble de démarreur !
[1,039 m]
- Calculez la tension aux bornes de la batterie pendant le démarrage !
[10,85 V]
- Calculez le rendement du démarreur !
[0,722]
- Calculez le nombre de tours de l'induit du démarreur !
[13'260
1/min]
- Calculez la puissance maximale qui peut être débitée de cette batterie !
[2,731 kW]
- Calculez la capacité de réserve de cette batterie !
[64,8 min]
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-6
BFH-TI
technique automobile
Tension
On connaît:
- tension nominale
- tension de repos
- tension de service
- tension de décharge admissible
Tension nominale UN
La tension nominale d'une batterie au plomb est 2 V par cellule.
Tension de repos; tension de source U0
La tension de repos est la tension de la cellule non chargée. Cela veut dire il n'y a pas de courant qui écoule.
Alors le terme "tension de repos" est équivalent au terme "tension de source".
Parce que la tension de repos dépend de la masse volumique de l’électrolyte, elle peut servir comme indication
indirecte de l'état de charge.
[6.4]
U 0    0,84
U0
=

=
tension de repos,
[V]
tension de source
[V]
masse volumique de
l’électrolyte
[kg/dm3]
Exemple
Une batterie rechargée a une masse volumique de l’électrolyte de 1,28 kg/dm3.
Calculez la tension de repos !
[12,72 V]
La tension de repos se met au point seulement quelques heures après la décharge ou la recharge.
Exemple
Déterminez la masse volumique de l'électrolyte en kg/dm3 et en °Bé, lorsque la tension de cellule
est 1,96 V !
[1,12 kg/dm3]
[15,5C]
Tension de service U
La tension de service est la tension lorsqu'il y a un courant de décharge qui écoule.
[6.5] U  U 0  Ri  I
U
U0
Ri
I
=
=
=
=
Karl Meier-Engel
tension de service
tension de source
résistance interne de la batterie
courant
[V]
[V]
[]
[A]
Batterie; Caractéristiques
6-7
BFH-TI
technique automobile
La tension de service dépend en réalité de plusieurs grandeurs. La résistance interne Ri n'est pas seulement une
résistance effective mais une impédance (résistance apparente) [8] qui se compose de plusieurs valeurs. Ce rapport
complexe est représenté par le diagramme suivant [7].
tension à vide ; tension de source
12
perte Ri * I
U [V]
11.5
tension
de service
polarisation de
l’activité
polarisation
de la concentration
11
10.5
10
I [A]
figure 5: présentation grafiques des tensions de batterie
tension à vide, tension de source:
On entend sous le terme "tension à vide" la tension au bornes de
la batterie lorsqu'il n'y a pas de courant.
perte R*I:
Cette chute de tension est produit par la résistance effective dès
qu'il y a un courant.
polarisation de l'activité:
On entend sous ce terme les pertes produites par la diffusion des
ions dans les plaques.
polarisation de concentration:
On entend sous ce terme les pertes produites par dilution de
l'électrolyte pendant la décharge.
tension de service:
La tension de service = tension aux bornes lorsqu'il y a un courant.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-8
BFH-TI
technique automobile
La tension de décharge admissible
Pour des petites décharges correspondant à une durée de décharge de 5 à 20 h, cette tension de décharge admissible
est:
UE = 1,75 V par cellule
En réalité cette tension varie en fonction du courant de décharge. Pour les grands courants de décharge, produits
par le démarreur, la tension diminue très vite. Mais elle peut se remettre après une petite pause.
Les décharges trop basse sont nuisibles pour la batterie parce qu'il y a une production des grands cristaux de sulfate
en plomb. Ceci ne peuvent plus être réduits par la recharge.
La décharge spontanée [1]
La décharge spontanée est une perte de capacité de la batterie. Les raisons pour cet effet sont les suivantes:
- pourcentage en antimoine dans la grille
Sb > 2,5%
empoissonnement en antimoine

consommation d'eau augmente

- impureté de l'acide dilué
- courant de fuite sur les bacs mouillés et sales
- l'électrolyse de l'eau [1]
La décharge spontanée correspond au courant pendant la recharge flottante d'une batterie chargée.
Les batteries de démarrage actuelles (antimoine de la grille < 2,5%) ont une décharge spontanée de 0,1 - 0,2% par
jour [1].
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-9
BFH-TI
technique automobile
Le sac de tension (coup de fouet) pendant la décharge
12 V Batterie Oerlikon 6 MT80-50 (traction)
courant de décharge 50 A
12.9
12.8
12.7
12.6
U [V]
12.5
12.4
12.3
12.2
12.1
12
11.9
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
t [s]
figure 6: Le sac de tension au début d’une décharge
Immédiatement après le début de la décharge d'une batterie bien rechargée, le diagramme Ut nous montre un sac de
tension. La profondeur du sac et environ 20 - 50 mV par cellule.
Ce sac de tension (coup de fouet) peut être utilisé en combinaison avec un courant d’impulsion [12] pour
déterminer la capacité ou l’étât général de la batterie
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-10
BFH-TI
technique automobile
Courant d'essai au froid ICC
Le pouvoir de démarrage d'une batterie est indiqué avec le courant d'essai au froid.
Le courant d'essai au froid est le courant débitée par une batterie à une basse température pendant une certaine
durée de décharge sans que la tensions aux bornes dépasse la valeur finale vers le bas.
On connaît plusieurs normes:
Courant d'essai au froid selon EN 60095-1 [3]
tension finale [V]
7,5
durée de décharge [s]
10
température de décharge [°C]
-18
Courant d'essai au froid selon IEC 95-1[4]
classification
A+B
AT + BT
tension finale
[V]
8,4
8,4
durée de décharge
[s]
60
60
température de décharge
[°C]
-18
0
La résistance interne
La résistance interne d'une batterie influence la tension de service, surtout si il y a des grands courants.
La résistance interne dépend des facteurs suivants:
température
courant
densité de l'acide
nombre de plaques
épaisseur des plaques
porosité de la masse active
distance entre les plaques
séparateurs
âge de la batterie
état de la batterie
état de charge
construction de la grille
alliage de la grille
La résistance interne augmente pendant la décharge et diminue pendant la charge.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-11
BFH-TI
technique automobile
La résistance interne d'une batterie au démarrage en fonction de la température
marque et type:
C20
courant de décharge:
Leclanché 6 PB 45
45
[Ah]
109 - 115
[A]
=
=
22
20
Ri [m]
18
16
14
12
10
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
[°C]
figure 7: La résistance interne d’une batterie en fonction de la température
Schéma équivalent de la résistance interne [7]
R1
R2
C
W
=
=
=
=
résistance des conducteurs électrique
résistance de l'électrolyte et de la réaction chimique
capacité produit par les plaques positives et négatives
impédance de "Warburg" produite par les règles de diffusion
Ce schéma équivalent montre que la résistance interne d'une batterie peut être considérée comme résistance
apparente = impédance [8]. C'est pourquoi il y a des méthodes de mesure à l'aide des courants alternatifs.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-12
BFH-TI
technique automobile
Mesure de la résistance interne avec l’oscilloscope
- channel A +
+ channel B -
Batterie
-
Fluke 97
+
Shunt
R = 0,4 Ohm
Figure 9: Schéma pour la mesure de la résistance interne avec l’oscilloscope. Pour cette mesure il faut utiliser la
fonction „Single Shot“de l’oscilloscope.Pour la mesure de la variation de la tension sur Channel A il faut choisir
„Coupling AC“.
Traitement des résultats par l’Excel
Ri 220604-1 neu
80
10
9
70
8
U/I
60
50
6
40
5
4
I
I [A]
Ri [m ] U[V]
7
30
3
20
2
U
1
10
0
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
t [ms]
Figure 10 : Mesure de la résistance interne:Le courant et la tension sont mesurés pendant quelques millisecondes.
Le graphe est compLété par la droite de U/I déterminé par regression linéaire. La valeur de la résistance interne
peut être trouvée sur l’intersection de la ligne de régression et l’axe Y. Dans le diagramme ci dessus cette valeur
est de 5,6 m.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-13
BFH-TI
technique automobile
Rendement
Pour la recharge complète de la batterie il faut fournir plus d'énergie que ce qui a été débité. Il est intéressant de
savoir, qu'il y a deux rendements différents.
C
[6.6]  Ah  dé
C fo
rendement en Ah
Ah
Cfo
Cdé
= rendement en Ah
= capacité fournie [Ah]
= capacité débitée [Ah]
valeur indicative: Ah  0,8 - 0,9
rendement en Wh
Pendant la recharge la tension se situe toujours entre 2,1 et 2,7 V par cellule, tandis que pendant la décharge elle
se situe entre 2,0 et 1,75 V par cellule. Par suite le rapport des Wh débités aux Wh fournis est nettement plus
défavorable.
[6.7] Wh 
Wdé
Wfo
Wh
Wfo
Wdé
= rendement en Wh
= énergie fournie [Wh]
= énergie débitée [Wh]
valeur indicative: Wh  0,7
Energie emmagasinée
L'énergie emmagasinée de la batterie au plomb est env. 25 - 35 Wh/kg.
Batteries à faible entretien ou sans entretien
On veut éviter que l'automobiliste doit faire des travaux d'entretien à la batterie. En Suisse on suppose que les
garages sont capable de surveiller le niveau.
Pour juger la qualité des batteries de démarrage, il existe trois normes internationales
- La norme IEC (International Electrotechnical Commission)
- DIN
- la norme USA
Les deux premières normes acceptent une consommation d'eau de 6 g/Ah à une recharge de 14,4 V à 40°C
pendant 500 h. Aux Etats-Unis on ajoute jamais de l'eau.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-14
BFH-TI
technique automobile
Exemple
Sur le banc d'essai à rouleaux, un véhicule électrique produit les données suivantes en deuxième vitesse:
- courant de décharge
I
=
40
[A]
- temps de décharge pour atteindre la tension de décharge admissible
t
=
37
[min]
- distance parcourue
s
=
22
[km]
Pour la recharge des batteries à l'aide du réseau public, on a mesuré les valeurs suivantes:
- énergie fournie
Wfo
=
6,08
[kWh]
- capacité fournie
Cfo
=
31,81 [Ah]
Données des batteries:
- nombre de batterie en couplage en série
n
=
14
- tension nominale d'une batterie
U
=
12
[V]
- capacité d'une batterie
C5
=
60
[Ah]
- la capacité débitée en
- l'énergie débitée des batteries
- le rendement en Ah
- le rendement en Wh
Calculez:
Cdé
=
% de C5
Wab
=
=
Ah
=
Wh
?
[Ah]
?
?
?
[kWh]
[24,67 Ah]
[41,12%]
[4,15 kWh]
[0,77]
[0,68]
Exemple
Une batterie 12 V 40 Ah ne peut plus démarrer le moteur à une température de –20°C. Le chauffeur enclenche les
feux de croisement 2 x 55 W et 6 x 5 W pour l'échauffement de la batterie.
Le poids de cette batterie est 15 kg. La batterie se compose surtout des matières suivantes:
18% PbO
oxyde de plomb
47% Pb plomb
12% HsSO4
acide sulfurique
16%
eau
Le poids du boîtier en polypropylène (7%) peut être négligé.
- Calculez l'énergie nécessaire pour l'échauffement de cette masse à 1°C en Wh !
- Combien d'énergie faut-il pour atteindre une température de 0°C ?
- Quelle est la puissance de perte produit par la batterie lorsque la résistance interne
par cellule est 20 m ?
- Combien de temps faut-il pour l'échauffement de cette batterie à 0°C ?
- Quelle est la capacité nécessaire pour cet échauffement ?
- Quelles sont vos conclusions ?
Karl Meier-Engel
[3,916 Wh]
[78,33 Wh]
[16,33 W]
[4,795 h]
[55,96 Ah]
Batterie; Caractéristiques
6-15
BFH-TI
technique automobile
L'espérance de vie et la résistance aux cycles [9][11]
La durée de vie d’une batterie au plomb dépend des facteurs suivants :
 la corrosion du grille de la plaque positive
 la dégradation de la masse active de la plaque positive et une perte de l’adhérence
 la formation de sulfate de plomb irréversible
 court-circuit
 perte d’eau
 stratification de l’acide
Corrosion des plaques positives
La corrosion des plaques positives est un processus qui a limité la durée de vie de la batterie au démarrage.
Valeur indicative : ~0,1 mm par année
Pour 3 millions véhicule en Suisse cela fait un besoin annuel de 600'000 batteries, losque on admet une durée
de vie de 5 ans.
La vitesse de corrosion augmente exponentiellement avec la tension de charge et la température. Pour cette
raison la tension de charge ne devrait pas dépasser la valeur de 2,25 V par cellule et la tempérautre devrait rester
au dessous de 20°C.
Pour les batteries de l'automobile on a admis une espérance de vie de 4 années.
Pour les future applications de la batterie au démarrage, il faut s’attendre que la batterie est soumis à des cycles de
décharge à une profondeur (DOD) de 5-10% .
Pendant un tel charge il y a une stratification de l’acide. Dans la partie supérieure de la plaque postive il y a une
dégradation de la masse active et une perte de l’adhérence. Dans la partie inférieure il y une formation de sulfate de
plomb irréversible.
Pour ce typ d’application il est recommandé d’utiliser des batterie à des séparateurs à fibre verre (AGM). Ces
séparateurs absorbent l’électrolyte. Cela réduit l’effet de stratification énormement.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-16
BFH-TI
technique automobile
Dans les voitures électriques la durée de vie est surtout déterminé par le nombre de cycle de recharge. La
décharge et la recharge sonte des paramètres important.
Pour cette application on utilise des batteries de traction.
Nombre de cycles
Les batteries de traction doivent atteindre un grand nombre de cycles. Le nombre de cycle possible dépend de la
profondeur de décharge (Depth of discharge DOD).
INFLUENCE OF DEPTH OF DISCHARGE
1400
TUBULAR
PLATES
NUMBER OF CYCLES
1200
VRLA
THICK PLATES
1000
800
VRLA
THIN PLATES
600
SLI
400
200
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
DEPTH OF DISCHARGE (%)
figure 11: le nombre de cycles (number of cycles) dépend de la profondeut de décharge (depth of discharge
DOD) et du type de la batteriet.
SLI = start, light, ignition => batterie au démarrage; VRLA Thin Plates =>batterie à une régulation par valve
avec des plaques mince; VRLA Thick=>batterie à une régulation par valve avec des plaques épais; Tubular
Plates => plaques à tubes.
Perte de capacité anticipité (premature capacity loss PCL) cycles de fonctionnement [14]
Lorsque les batteries sont utilisées pour des cycles de fonctionnement sont déchargées par un grand courant et
rechargées par un petit courant, il y aura une perte de capacité anticipité.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-17
BFH-TI
technique automobile
Stratification de l’acid
[2]
figure 12: La stratification de l’acide se produit pendant les cycles
Dans la batterie au plomb l'électrolyte participe à la réaction chimique. Pendant la décharge l'acide sulfurique réagit
avec les plaques et en même temps, il y a une production de l'eau. Pendant la recharge il y a une réaction chimique
dans le sens inverse.
Selon le diagramme on constate, que l'acide lourd descend vers le bas. L'eau qui est plus léger monte vers le haut.
Dans la phase de bouillonnement ces différentes couches se mélange de nouveau. Mais pour produire un électrolyte
homogène, il faut un temps de recharge de plusieurs heures. En plus il est important de recharger la batterie avec la
tension de bouillonnement (2,4 V par cellule).
Cette effet se produit également avec des cycles partiels (shallow cycling). Dans les batteries avec des séparateurs
en fibre verre ou les batteries à gel cette stratification est réduit.
Il es possible de reduire la stratification de l’acide par un système de brassage d’électrolyte [L1] selon le principe
de airlift. Par cette mesure il est possible d’augmenter la durée de vie.
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-18
BFH-TI
technique automobile
L'électrolyse de l'eau [1]
Une propriété désagréable des électrolytes aqueux est l'électrolyse de l'eau. La formule chimique est connue: H2O
 H2 + 0,5 O2
tension nécessaire pour l'électrolyse de l'eau
A l'aide de l'enthalpie libre de l'eau G = -237,4 kJ (à 25°C) on trouve:
U0
G
n
F
G
237,4 103
[6.8] U 0  

 1,23V
nF
2  96'487
=
=
=
=
tension de source
enthalpie libre
nombre d’électrons
constante de Faraday
96'487
[V]
[J]
[As]
Ce résultat est avec 1,23 V bien au-dessous de la tension de cellule d'une batterie au plomb. Cela signifie qu'il y
a toujours une électrolyse et donc une décharge spontanée de la batterie. Heureusement la vitesse de cette
réaction (paramètre cinétique) est jusqu'à une tension de cellule de 2,2 V tellement petite, qu'on peut négliger
cet effet. Seulement lorsque la tension de cellule atteint 2,4 V il y a une électrolyse bien visible.
Cela signifie en même temps, lorsque on inverse ce processus chimique (pile à combustible) on peut produire une
tension en dessous de 1,23 V.
La représentation suivante montre le rapport entre la production de l'hydrogène et de l'oxygène aux pôles de
batterie avec les tensions d'électrodes correspondantes.
figure 13: Production de l’hydrogène et de l’oxygène en fonction de la tension
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
6-19
BFH-TI
technique automobile
Température de la batterie [6]
On sait que les processus chimiques dépendent de la température. C'est également valable pour la batterie. La
température idéale pour le fonctionnement de la batterie est 20 – 30°C.
Pendant la recharge, des températures supérieures à 35°C [13] sont recommandées.
Une température trop basse réduit la capacité de la batterie et le pouvoir de démarrage.
Une température trop élevée (au dessus de 45°C) réduit la durée de vie de la batterie. C'est un point important
par rapport à l’utilisation cyclique des voitures électriques.
Règle approximative:
Une augmentation de la température de 10°C réduit la durée de vie de moitié !
Une différence de température de plus de 5°C est nuisible surtout dans le cas d'un couplage en série (voiture
électrique).
C'est pourquoi il faut équiper ces systèmes avec une stabilisation de température.
Bibliographie:
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Links
[L1]
www.froetek.com
Karl Meier-Engel
Batterie; Caractéristiques
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