BATTERIE: ELEMENT ESSENTIEL DE L'ELECTRONIQUE AUTOMOBILE
La charge cyclique pose des exigences de plus en plus extremes à la batterie
Les premiers véhicules dotés du système stop & start se répandent sur le marché de seconde monte, tandis que les OEM en sont déjà au montage de la quatrième génération de ces systèmes. En première monte, un véhicule à système stop & start contient d'autres batteries, vu que les modèles classiques supportent difficilement les redémarrages fréquents. Vous lirez dans cet article pour quelles batteries automobiles cette charge cyclique ne pose toutefois pas de problème.
ELEMENT ESSENTIEL DE L'ELECTRONIQUE
70% des voitures produites aujourd'hui pour le parc automobile européen sont dotées d'un système stop & start, batterie correspondante comprise. La circulation en ville carrefours, feux rouges, ... et les embouteillages sans cesse redémarrer et freiner
exigent énormément de cette batterie stop & start. La batterie se décharge, mais n'a pas l'occasion de se recharger. Surtout si, lors de conduite en ville ou d'embouteillage, l'habitacle est refroidi ou chauffé, si vous rechargez votre smartphone, si le système GPS/entertainment est en pleine action, ... Si le véhicule est équipé d'un système de freinage régénérateur, la batterie doit, en outre, être capable d'absorber rapidement l'énergie électrique. Sans une bonne batterie, ces possibilités seraient inimaginables. C'est aussi pourquoi cette batterie constitue un élément essentiel de l'électronique automobile moderne.
SYSTÈME DE GESTION D'ÉNERGIE
Le cœur du système de gestion d'énergie se compose d'une batterie EFB/ECM ou AGM et d'une commande de moteur à contrôle stop & start intégré. Les alternateurs utilisés dans ce système fournissent à de bas régimes, et juste après le démarrage, une grande quantité d'énergie. Un convertisseur à courant continu stabilise au démarrage la tension du réseau de bord et évite que des fonctions comme la radio ou la navigation soient interrompues. Les batteries performantes utilisées veillent à ce que des fonctions électriques comme la climatisation, le refroidissement du moteur ou les vitres électriques disposent de suffisamment de courant, même à l'arrêt.FONCTIONNEMENT DE LA BATTERIE
Le fonctionnement de base d'une batterie est un processus électrochimique. La batterie stocke de l'énergie chimique, qui peut être libérée sur demande sous la forme d'énergie électrique. Une batterie se compose d'un certain nombre de cellules reliées entre elles. Une cellule consiste en un compartiment en plastique dans lequel la cellule est placée. La cellule contient deux types de plaques: une plaque négative et une plaque positive. Les plaques sont séparées au moyen d'un séparateur. Pour que la batterie résiste mieux à une décharge plus profonde, le séparateur traditionnel est remplacé dans le cas des batteries stop & start soit par un tapis de fibre de verre absorbant (AGM), soit par un séparateur renforcé avec une membrane de fibre de verre (EFB). L'ensemble est immergé dans une solution électrolytique d'eau et d'acide sulfurique. Grâce à la différence (de tension) entre les deux plaques (pôles), lorsqu'un consommateur est coupé, la batterie génère une réaction chimique entre les plaques et l'électrolyte. Sur et dans la plaque, la migration d'ions de sulfate se transforme alors en migration d'électrons: du 'courant'. Lorsque tout l'acide sulfurique a réagi, la batterie est déchargée (sulfatée). Alimentée en courant et avec la bonne tension, elle peut être rechargée. Ici, la réaction chimique est inversée. Une fois séparée, elle peut ainsi à nouveau reprendre.
BATTERIES POUR CAMIONS
Grosse consommation de courant et beaucoup de vibrations
Les camions ont une consommation de courant nettement supérieure, pour le démarrage comme pour l'électronique de bord et l'équipement de confort. Outre la consommation de courant exigeant une batterie plus puissante, le placement de la batterie implique aussi une batterie plus robuste. Depuis l'introduction de catalyseurs SCR dans le système d'échappement et la pose d'un réservoir AdBlue pour respecter les normes d'émissions Euro de plus en plus strictes, la batterie d'un camion est déplacée de plus en plus vers l'arrière. Elle subit, de ce fait, de plus en plus de vibrations.La batterie conventionnelle règne, mais le type EFB gagne du terrain
La majorité des batteries utilisées dans les camions sont toujours des types conventionnels. Les fabricants ont apporté des modifications afin que les batteries destinées spécifiquement aux camions résistent mieux aux vibrations. Les éléments sont ainsi ancrés dans la caisse, avec des séparateurs à fibre de verre robustes ou non, et une grille emboutie spéciale résistant mieux à la corrosion afin de pouvoir guider les courants élevés mieux et plus longtemps. Les batteries EFB avec un acide circulant librement dans la batterie et un séparateur spécial ont aussi fait leur entrée dans le monde des camions et sont de plus en plus populaires.
Avancées technologiques
La technologie des batteries EFB continue d'évoluer. Un fabricant utilise ainsi un circulateur d'acide évitant toute stratification d'acide (concentration d'acide irrégulière: plus élevée dans la couche inférieure) dans la batterie. Il exploite les mouvements naturels du véhicule pour une circulation d'acide continue. La densité d'acide reste ainsi homogène, ce qui prolonge la durée de vie de la batterie.
TYPES DE BATTERIES AUTOMOBILES
Batteries liquides conventionnelles
Ces batteries sont remplies d'électrolyte liquide. L'acide sulfurique utilisé circule librement autour des plaques et provoque une réaction chimique, convertie en électricité. Par le passé, les fabricants de batteries ont testé différents alliages pour les grilles. Dans les batteries de voitures, l'alliage de plomb-antimoine traditionnel a cédé la place à un alliage de plomb-calcium. La consommation d'eau a diminué et les batteries n'exigent donc plus d'entretien. Dans les batteries pour les camping-cars et dans le segment des camions, on utilise toujours un alliage de plomb-antimoine en raison des avantages en cas de décharge profonde. Les batteries calcium-calcium liquides conventionnelles sont idéales comme batterie de démarrage ordinaire, mais ne supportent pas la charge cyclique liée aux systèmes stop & start.
Batteries AGM
L'acide de la batterie AGM (Absorbed Glass Mat) est contenu dans un tapis de fibre de verre placé entre les plaques. Ce tapis agit comme une éponge absorbant l'électrolyte et restant en contact avec la grille. La masse active dans les plaques est ainsi maintenue. Ici, la tension de démarrage reste plus élevée, même si la batterie est en partie déchargée. La technologie du séparateur à fibre de verre évite la stratification d'acide et améliore la résistance aux cycles. Ces batteries complètement fermées peuvent être installées verticalement. Les batteries AGM sont souvent intégrées dans le véhicule et non dans le compartiment du moteur, car elles résistent moins bien à des températures élevées. Ces batteries fournissent non seulement de forts courants, mais elles supportent aussi de forts courants et se rechargent donc plus vite. Si le véhicule est équipé d'un système stop & start, en combinaison avec un système de freinage régénérateur, ou s'il y a vraiment beaucoup de consommateurs électriques à bord, une batterie AGM est recommandée.
Batteries EFB/ECM
'Enhanced Cycling Mat' (ECM) et 'Enhanced Flooded Batteries' (EFB) désignent tous deux le même type de batteries. Elles contiennent de l'acide qui n'est pas maintenu par le séparateur, mais circulant encore librement dans la batterie. Par rapport à une batterie ordinaire, un séparateur renforcé spécial (tapis) est utilisé et la densité des plaques est adaptée. Elles sont en film de polyester améliorant la résistance aux cycles. Ces batteries sont moins chères à la production et se rapprochent de plus en plus des capacités d'une batterie AGM.
PAS DE MIX & MATCH!
Bien qu'une batterie conventionnelle puisse être remplacée par une batterie AGM dans la pratique, la règle d'or est généralement: 'Remplacez une batterie par une batterie du même type'. Le type de batterie spécifique placé par l'OEM fait partie d'un ensemble électronique soigneusement étudié. Un remplacement par une batterie conventionnelle pour des raisons économiques peut entraîner une usure plus rapide, ou un rejet par le système de gestion d'énergie. Vous ne rendez ainsi pas service à votre client.
