LA NOUVELLE GENERATION DE CHARGEURS TIENT COMPTE DU CYCLE DE CHARGE

La sécurité pour l'électronique est primordiale

Le chargeur de batterie, un instrument dont dispose chaque garage, a fortement évolué ces dernières décennies, notamment en raison de l'énorme offre de types de batteries. Les garages doivent tenir plus compte de l'électronique des voitures modernes. Leurs batteries sont mises à rude épreuve. Même lorsque la voiture est au repos, la batterie doit rester active, car divers composants doivent rester sous tension. La dernière génération de chargeurs de batterie a des interfaces intelligentes conviviales et multifonctionnelles. Il y a ainsi de nombreux modèles différents sur le marché, avec chacun un domaine d'application spécifique. Dans cet article, nous nous attardons sur ces chargeurs intelligents et leur technique.

NOUVELLE GENERATION DE BATTERIES

La voiture moderne n'a pas échappé à la forte évolution technologique de cette dernière décennie. L'électronique est la nouvelle norme dans ces voitures. Elles sont dès lors équipées d'une batterie pouvant alimenter suffisamment l'électronique.

Batteries AGM

Les batteries au plomb liquides traditionnelles ne sont toutefois pas assez puissantes pour alimenter cette électronique correctement en courant. Elles sont remplacées pour la production de voitures modernes par des batteries AGM (Absorbed Glass Matt), ou batteries fermées. Dans ces batteries, l'électrolyte est maintenu en place au moyen d'un isolateur de fibre de verre. La tension reste ainsi élevée sur toute la plage. L'isolateur est très mince. De ce fait, la batterie peut être compacte, atteindre une puissance élevée et être montée dans n'importe quelle position. Ces batteries conviennent notamment pour les voitures micro-hybrides avec par exemple un système stop & start.

Batteries gel

Dans le cas des batteries gel, une composition de silicone est ajoutée à l'électrolyte, empêchant toute fuite. L'avantage de cette batterie, c'est que moyennant une utilisation correcte, elle ne demande pas d'entretien. Ces batteries ont une excellente capacité, mais vu la résistance interne plus forte, elles conviennent moins comme batteries de démarrage. Pour les batteries gel comme AGM, une tension de charge maximale de 14,1 V est recommandée.

CHARGE INTELLIGENTE

Les anciens chargeurs de batterie doivent être débranchés après un certain temps afin d'éviter toute surcharge. Les chargeurs de la nouvelle génération permettent cependant de sélectionner un type de batterie via une interface conviviale. On fait ainsi notamment une distinction entre les batteries de 6, 12 et 24 V. Le chargeur de batterie applique automatiquement le programme de charge adapté. La différence par rapport aux chargeurs de l'ancienne génération, c'est qu'ils surveillent en continu l'état de la batterie. La batterie est ainsi chargée avec un courant constant, jusqu'à ce que les valeurs maximales soient atteintes.

Le chargeur passe ensuite à une phase d'entretien lors de laquelle les différences de courant sont compensées. Cette méthode de charge prolonge la durée de vie de la batterie. Il y a sur le marché un chargeur de batterie qui doit seulement être raccordé et qui analyse la batterie - sans intervention de l'utilisateur final - et applique, en fonction de ces données, le courant de charge et le programme optimaux. Certains chargeurs disposent d'une fonction de diagnostic, permettant de remettre en état même les batteries très déchargées.

Condensateur

Différents composants comme les ECU, les airbags, les kits mains libres, les GPS, ... sont de gros consommateurs dans les voitures modernes et doivent être protégés des pointes de charge lors de la charge de la batterie. Des manipulations comme l'upgrading, le test et la lecture de la gestion du moteur causent aussi des pointes de charge. Avec des chargeurs à haute fréquence et électroniques intelligents, la batterie peut être chargée sans dégradation. Le chargeur sert alors de 'tampon' et évite une décharge. Cette technique évite également que le courant de la batterie reflue p.ex. lors de la mise à jour du logiciel du GPS.

Tension fixe

Les chargeurs intelligents sont dotés d'une fonction veillant à ce qu'une tension fixe soit maintenue, indépendamment de la prise de courant, de manière à ce que la tension du véhicule reste supérieure à la tension de communication.

CHARGEURS DE BATTERIE

On pense souvent que chaque chargeur peut charger une batterie complètement, tant que la durée de charge est suffisamment longue. La batterie sera hélas ainsi détériorée en raison d'un courant de charge trop faible. La cause? La stratification de l'acide. Si le courant de charge est suffisamment fort, assez de gaz se formera. Ces gaz garantissent un bon mélange de l'acide. Il est donc important d'utiliser le bon chargeur pour la bonne batterie.

Chargeur classique

Dans le cas du chargeur classique et non régulé, la tension de réseau de 220/230 V est convertie en tension de 12 V via un transformateur. On entend aussi par là tous les chargeurs de 50 Hz. Comme une batterie déchargée exige beaucoup de courant, le courant de charge sera élevé au départ. Au fur et à mesure de la charge, il diminuera. Le courant alternatif de 50 Hz est redressé avec des diodes en courant continu pour charger la batterie. Il ne s'agit toutefois pas de courant et tension continus purs, mais ils pulsent quelque peu. Les fluctuations de tension de réseau du côté primaire du transformateur causent, en effet, des variations correspondantes du côté secondaire. On parle de tension ondulée et elle provoque un bruit de vibration. Le chargeur classique est utilisé de moins en moins souvent, car il ne convient pas pour charger les batteries AGM et gel. L'utilisation d'une minuterie est recommandée, vu que ces chargeurs continuent de charger.

Chargeur électronique

Ces chargeurs utilisent, comme le chargeur classique, un transformateur. La commande électronique permet de régler un courant de charge fixe, ce qui est bon pour la longévité et la qualité de la batterie.

Chargeur à haute fréquence

Ce type de chargeur est aujourd'hui le plus utilisé, car il peut réguler la tension. La fréquence est accrue à 100.000 Hz. Ici, le système est ramené à une tension stable. La tension de sortie n'est pas influencée par la tension de réseau ou par la consommation de courant dans la voiture. Ce n'est que lorsque l'appareil est activé qu'il y a une réaction et que le chargeur se met en marche automatiquement. Les chargeurs à haute fréquence ont une fonction 'floating'. Du courant supplémentaire est ainsi fourni pour alimenter les gros consommateurs, sans risque que l'électronique soit endommagée par une surcharge de la batterie.

Chargeur à plusieurs étages commandé par processeur

Pour charger une batterie au plomb-acide sulfurique, une tension de charge de 13,8 V suffit. La batterie ne sera toutefois chargée qu'à 75%. Les chargeurs à plusieurs étages commandés par processeur sont, en revanche, à même de charger la batterie complètement en plusieurs étapes au moyen d'un dosage précis de la tension et du courant de charge. Il y a des appareils pouvant charger des batteries de 6, 12 comme 24 V.

BORNES

Afin d'améliorer la facilité d'utilisation, certains chargeurs de batterie sont dotés de bornes sans coins. Cela signifie que les câbles ne s'emmêlent pas et que leur utilisation est donc plus simple et surtout plus sûre.

CARACTERISTIQUES DE CHARGE

Le rapport entre le courant de charge de l'appareil de charge, la tension de charge et le temps de charge s'appelle caractéristique, soit le temps nécessaire pour charger la batterie complètement avec un certain type de chargeur. Ce rapport est représenté par un graphique de charge comme l'évolution de la tension de charge (U) en volts par cellule (V/c) et du courant de charge (I) en ampères et dépend de la température.

On distingue les caractéristiques suivantes selon les normes DIN 41772, 41773 et 41744 (voir ci-dessous):

• W = caractéristique de résistance; ici, le courant de charge diminue au fur et à mesure que la tension augmente;
• U = tension de charge continue (volts);
• I = courant de charge continu (ampères);
• a = coupure automatique;
• e = réactivation automatique;
• o = passage automatique à une autre caractéristique;
• p = charge pulsée dans la phase d'entretien avec un raccordement permanent.

On distingue différents types. En voici quelques-uns:

• W: ce chargeur fournit un courant de charge diminuant en cas de tension augmentante, selon la résistance interne de la batterie. Comme il peut y avoir une formation de gaz, il est conseillé d'utiliser le chargeur dans une pièce ventilée.
• Wa: cette première génération de chargeurs automatiques fonctionne de la même manière que le chargeur W, mais avec une coupure automatique, évitant toute surcharge. Lorsque la tension de gaz est atteinte, le chargeur charge encore un temps fixe jusqu'à une tension un peu plus élevée. Ce type convient moins lors de l'utilisation du réseau de bord, car sa tension fluctue fortement.
• WoWa: ce chargeur Wa a un courant de charge de début accru. Un temps de charge plus court est ainsi possible. Lorsqu'une tension de charge fixe est atteinte, le chargeur fonctionne à un niveau inférieur comme un chargeur Wa.
• Wu: la deuxième génération de chargeurs automatiques à limiteur de tension charge avec un courant de charge constant jusqu'à ce qu'une tension de charge préréglée soit atteinte. Ensuite, le courant de charge diminue. La charge complète dure longtemps, mais le risque de surcharge est quasiment exclu. Si la batterie est raccordée trop brièvement, elle ne sera jamais pleine, ce qui nuit à sa longévité. Si elle est raccordée trop longtemps, elle chauffera, ce qui est également néfaste pour sa longévité.
• IWUoUoe: cette troisième génération de chargeurs automatiques pour un raccordement permanent mesure pendant le courant de charge maximal un certain nombre de facteurs: la capacité du chargeur par rapport à la batterie, la température et la tension d'alimentation. Une fois la tension atteinte, elle est maintenue. Le courant de charge baisse donc. Puis, le chargeur passe à une faible tension d'entretien.
• IuoUoe: la quatrième génération de chargeurs automatiques pour un raccordement permanent fonctionne comme la troisième, mais est commandée avec un microprocesseur, ce qui limite la consommation d'énergie.
• IuoU: également un chargeur de la quatrième génération. La différence? Il a une tension float constante et est donc moins nocif.

METHODES DE CHARGE

Charge conventionnelle

Pour amener la batterie à 100% de capacité, on choisit un courant de charge équivalant à 1/10 de la capacité. Le chargeur peut charger une ou plusieurs batteries à la fois, avec un courant constant pouvant charger 80% de la capacité.

Charge rapide

On charge ici avec un multiple du courant de charge normal (env. trois à cinq fois plus élevé) pour obtenir au plus vite un état de charge acceptable. Pour éviter toute surcharge, il faut passer à un courant de charge réduit, lorsque la tension de gaz est atteinte (2,35 à 2,4 V/cellule).

Charge tampon

Cette méthode de charge implique le raccordement du consommateur comme du chargeur à la batterie. Le chargeur fournit un tel courant que la batterie reste quasiment pleine. La batterie fournit des pointes de courant au consommateur.

Charge de maintien

Quand une batterie pleine n'est plus utilisée un certain temps, il y a une décharge spontanée, pouvant atteindre 0,015 à 0,03% par jour. La charge de maintien compense cette décharge. Le courant de charge est de 0,1 A par 100 Ah.

Charge d'équilibrage

Les batteries pour traction ont une charge cyclique ou un mode charge/décharge. Chargée avec un chargeur régulé, la batterie doit être chargée complètement quatre fois par an par un chargeur dépassant la tension de gaz. L'acide circulera ainsi mieux, ce qui prolongera la durée de vie de la batterie.

En parallèle et en série

Lorsque des batteries sont chargées en configuration en parallèle ou en série, elles doivent être complètement pareilles. Elles doivent ainsi présenter un voltage, une capacité, un état de charge et une résistance interne identiques. Lors de la charge en parallèle, il faut veiller à ce que le courant soit réparti uniformément entre les deux batteries pendant la charge ou la décharge. Sinon, il risque d'y avoir des différences de charge.