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Accumulateurs lectriques (batteries)

Le document qui peut servir de rfrenceest le texte

Energie sans limites

Reinout RADER

Il existe divers type daccumulateurs, P,!d"i, "i#n Li$ion, %etc

Les plus anciens et les plus courants sont lesaccumulateurs au plom

http://www.victronenergy.com/upload/documents/Book-FR-EnergieSansLimites.pdfhttp://www.victronenergy.com/upload/documents/Book-FR-EnergieSansLimites.pdf

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Accumulateurs lectriques (batteries)

&aston PLA"'E ()*+-

.atterie au Plom/acide

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Principe de fonctionnement

A la dcharge, les deux polarits se sulfatent, l0lectrolyte estconsomm ( les ions 1234$vont sur les lectrodes-5 L0oxyg6ne

lir par l0lectrode positive s0unit aux ions 78en solution pourformer de l0eau5 1i la dc9arge est totale, l0lectrolyte ne sera pluscompos que d0eau distille5

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Principe de fonctionnement

A la recharge, les deux polarits se dsulfatent,l0lectrolyte est regnr (mise en solution d0ions 1234$ -5La plaque positive est peroxyde (formation de P24- et desions sont lirs (augmentation de la concentration 78 del0lectrolyte-5

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Densit dnergie et rendementaccumulateur au plomb

Sous 2V, la densit thorique d'nergie est de 168 Wh/Kg.

En pratique, 45 5 !"#$g.

%e rendement nergtique de & &5'

25% de l'nergie lectrique est dissie en chaleur lors desractions letrochi!iques de charge, dcharge et auto"dcharge.

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ensionLa tension aux ornes d0un lment d0accumulateur au plom estvoisine de 4:

1a valeur varie entre ),; : et 4,3 : suivant l0tat de c9arge enconditions normales de fonctionnement5

#endant la charge, laccumulateur est un rcepteur.$rs un court rgi!e transitoire elle s'ta&lit au en(irons de 2,2 V.

*"arge+

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ension*"arge+

)afin de c"arge est atteinte ,- . en charge c*clique5

En c9arge flottante (c9argedentretien- on se limite entre 4,4+ : et

4,

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ension Dc"arge+

#endant une asse+ longue dure d'utilisation, la tension

reste re!arqua&le!ent constante la (aleur de 2V

- artirdu oint , elle di!inue &rusque!ent /,0 .0, ilaut alors recharger l'accu!ulateur, sous eine de (oir

aaratre la sulatation des laques.

3n ratique, on ne descend as en gnral en dessous de24 % de la caacit &atterie. Sinon, la sulatation

entrane une erte de caacit et une aug!entation de larsistance interne d'o &aisse de tension.

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ension

ension nominale 1ension d'un l!ent charg au reos 257 9 +/./3lt.soit 12.6V our la traditionnelle &atterie dite de 12V.

ension de 2loating (entretien)1ension sous laquelle on eut !aintenir en er!anence un accuour :tre sur qu'il soit charg au !o!ent o en a &esoin 9+5 +0#Elt. 257.

ette (aleur doit :tre corrige en onction de la te!rature.)a (ariation est de 3 5m.#$.

$ "147 c'est 2.;6V et

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6odes de c"argeharge en 2 te!s

) !ourant constant

4 'ension constante>

c9arge ? rapide ?

)@@ ou Bloating

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6odes de c"arge harge en ; te!s

) !ourant constant

4 'ension constante

de rec9arge

< 'ension constante

de floating

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2onctionnement du rgulateur

Temps

Tension

Fin de charge

Dlestage

Recharge

Reconnexion

VFC

VRC

Vrl

Vdl

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7sistance interne

E

r

C

I

C E $ rI

C

I

=odlisation

)a rsistance interne d'un accu!ulateur est tou>ours trs ai&lede l'ordre de quelques centi!es d'oh!0

3lle dend de late!rature

?n eut l@esti!er a(ecle courant !ai!u!9

r A Bn/C!a

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7endement

)e rende!ent en a!res"heures ou aradique0 est le raort entrela quantit d'lectricit d&ite la dcharge D d et la quantitd'lectricit ournie lors de la charge D.

)e rende!ent en nergie est de l'ordre de E4 84 %.Cl est lus ai&le car les a!res"heures ne sont as stocFset restitus la !:!e tension.

C

D

Q Q

Q

=e rende!ent est de l'ordre de G4 %.

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*apacit

?n aelle caacit la quantit d'lectricit, (alueha&ituelle!ent en amp8res"eures$h0, qu'unaccu!ulateur charg eut aire circuler endant la riodede dc"arge.

)a caacit d'un l!ent est onction du rgi!e dedcharge.

)a caacit no!inale n0 d'une &atterie est donne ourun rgi!e de dcharge en 14 h140, 24h240 ou 144h 1440

Cn A 14/14 ou !4@/4@ ou !)@@/)@@

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*apacit#our un rgi!e de dcharge lus le( CHI Cn la caacit diminue.

#our un rgi!e de dcharge lus ai&le CDJ Cn la caacit augmente.

)e courant de dcharge est (alu en ractions de la caaciteri!e en $h e 9 /1440.

Bn accu!ulateur de 14A 144 $h eut ournir 14 $ endant 14 h.

Sa caacit sera rduite 84 $h our un rgi!e de dcharge C A 14/5 A 24$

Sa caacit ourra :tre aug!ente 1=4 $h our un rgi!e dedcharge C A 14/144 A 1 $.

)a caacit d'un l!ent est fonction de sa temprature9

)es (ariations (ont dans le m9me sensque celles de la temprature.

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*apacit

)a (ariation de la caacit eut :tre calcule ar la loi de Peu:ert#our laquelle : /,;

)a caacit d'un l!ent est fonction de sa temprature9)es (ariations (ont dans le m9me sensque celles de la temprature.

k

x

x

xP

I

I

C

=

N

N

I

*T

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Autodc"arge

)e tau d'autodcharge d'un accu!ulateur rersente la erte!o*enne relati(e de caacit ar !ois et our une te!raturedonne.

3lle est de l'ordre de 14 % ar !ois, our les laques au lo!&anti!onieu cet alliage a our &ut d'aug!enter la tenue!canique0

@est une caractristique interne dcoulant de latechnologie utilise elle est gnrale!ent donne our

une te!rature de 24 7.

3lle est de l'ordre de quelque % ar !ois our le lo!& dou ai&le teneur d'anti!oine0 ou le lo!& calciu!, !ais les l!entssont lus ragiles.

)'autodcharge (arie trs raide!ent a(ec la te!rature. Elledouble de

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Dure de