Cours électricité charge trop rapide et charge partielle, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Vieillissement prématuré

Charge trop rapide et charge partielle

La plupart des batteries acceptent un courant de charge élevé jusqu’à ce que la tension de gazage soit atteinte. Cependant un courant de charge élevé réduira considérablement la durée de vie de la plupart des batteries. La raison en est la dégradation accélérée de la cohésion de la matière active. En général, il est conseillé de limiter le courant de charge à C / 5, c’est-à-dire à 20 % de la capacité nominale. Par ailleurs, si une batterie est chargée avec un courant supérieur à C / 5, la température peut augmenter considérablement. Une compensation de température de la tension de charge est alors une nécessité absolue (voir par. 2.5.9). Selon ma propre expérience, la recharge d’une batterie de 12 V 100 Ah, déchargée à 50 %, avec un courant de 33 A (C / 3) aboutit à une augmentation de température de 10 à 15°C. La température maximum est atteinte à la fin de l’étape principale. Les batteries plus grandes deviennent même encore plus chaudes (parce que la quantité de chaleur produite augmente avec le volume et l’émission de la chaleur augmente avec la surface).

Un exemple : Supposons qu’un voilier de 15 mètres soit équipé d’une batterie de servitude de 24 V avec une capacité de 800 Ah. Le courant de charge maximal serait alors de C / 5 = 160 A.. En deux heures, 320 Ah pourraient alors être chargés. Si au même moment il y a une consommation de 15 A, le chargeur devrait fournir 175 A. Sur les 22 heures restantes de la journée, 320 Ah / 22 heures = 14,5 A en moyenne peuvent alors être utilisés, ce qui signifie une décharge de seulement 320 / 800 = 40 %. Cela paraît peu, mais hélas c’est le maximum réalisable, si la période, dans laquelle le générateur est utilisé, est limitée à 2 heures. La batterie, utilisée de cette façon, se charge en effet jusqu’à 80 % environ (audelà de ce pourcentage, la tension de charge augmente et le courant de charge diminue) et se décharge jusqu’à environ 60 %. Décharger encore plus et charger plus rapidement conduirait à un raccourcissement considérable de la durée de vie. Dans l’exemple décrit ci-dessus, la batterie est utilisée dans un état de charge partielle (entre 20 % et 60 % de décharge).
Il y a deux raisons principales pour que le nombre de cycles d’utilisation en état partiellement chargé doit être limité :
1) Stratification de l’électrolyte Ce problème s’applique en particulier aux batteries ouvertes,
2) Déséquilibre de l’état de charge des éléments. Les éléments d’une batterie ne sont jamais tout à fait identiques. Certains ont un peu moins de capacité. Il y a aussi certains éléments qui se chargent moins facilement (voir § 3.4). En cas de « cyclage » en état de charge partielle, ces éléments « plus faibles » seront de moins en moins chargés. Afin de recharger complètement l’élément le plus faible, les autres éléments devront être surchargés.
La stratification et le déséquilibre de l’état de charge des éléments se produisent plus rapidement en cas de décharges très profondes et en cas de courant de charge très élevé. Afin de prévenir le déséquilibre excessif des éléments, une batterie doit être chargée complètement au moins tous les 30 à 60 cycles. La charge d’une batterie traction devra être suivie par une charge d’égalisation..