Une batterie de voiture (batterie rechargeable à l’acide) est une chose saisonnière, bien qu’elle soit utilisée tout au long de l’année. En effet, il est facile de faire tourner le vilebrequin pendant la saison chaude. Mais dès qu’il fait froid, la question du « destin difficile » du démarreur se pose immédiatement. C’est lui qui tente de se transformer en une résistance purement active, consommant beaucoup de courant. En conséquence, la batterie tente de tomber en panne. Si elle est défectueuse, vous ne pourrez pas démarrer le moteur de la voiture en mode normal. Comment éviter la « mort » de la batterie, comment en choisir une bonne et fonctionnelle – c’est ce qui est discuté dans l’article.
À quoi servent les batteries dans les voitures ?
La fonction de la batterie est de démarrer le moteur, ainsi que de remplir les fonctions de source d’énergie dans le réseau de bord de la voiture lorsque le moteur est éteint. La batterie de la voiture sert également de régulateur de tension pour le système électrique du véhicule.
Les plus courantes sont les batteries d’une tension nominale de 12 volts. On les trouve dans les voitures, les camionnettes, les camions légers et moyens. Les batteries d’une tension de 6 V sont utilisées sur les motos. Les batteries d’une tension de 24 V sont utilisées dans les poids lourds et les équipements spéciaux et militaires.
Pour démarrer le moteur, il faut le faire tourner, ce qui est possible grâce au démarreur. Le démarreur est alimenté par une batterie rechargeable. C’est pourquoi on les appelle souvent batteries de démarrage. À ce stade, le démarreur consomme beaucoup de courant (plusieurs centaines d’ampères), ce qui décharge la batterie de la voiture. Après le démarrage de la voiture, le générateur assure la production d’électricité dans le réseau de bord. Le circuit est conçu de manière à ce que, lors des déplacements en voiture, la batterie se recharge et reconstitue la charge donnée lors du démarrage du moteur.
Principe de fonctionnement de la batterie
Le principe de fonctionnement d’une batterie plomb-acide est basé sur les réactions électrochimiques du Pb et du PbO2 dans l’électrolyte. Une solution aqueuse d’acide sulfurique est utilisée comme électrolyte. Des dizaines de réactions différentes ont lieu dans la batterie de voiture, mais nous n’examinerons que les principales. Lorsqu’une charge externe est appliquée aux fils de la batterie, le processus électrochimique d’interaction de l’électrolyte avec l’oxyde de plomb commence. Le résultat de cette réaction est l’oxydation du Pb métallique en PbSO4. Lorsque la batterie est déchargée, le PbO2 est réduit à l’anode et le Pb est oxydé à la cathode. Le processus de charge de la batterie de voiture est inverse. Lorsque le sulfate de plomb est consommé, le processus d’électrolyse de l’eau commence. Au cours de ce processus, de l’hydrogène et de l’oxygène se dégagent respectivement à la cathode et à l’anode. En raison de l’évolution de l’hydrogène et de l’oxygène, il semble que l’électrolyte entre en ébullition. Il est préférable d’éviter ce processus, car il consomme de l’eau, la densité de l’électrolyte augmente et, en raison du mélange explosif (hydrogène + oxygène), le risque d’explosion augmente également.
Pour maintenir le niveau d’électrolyte requis, de l’eau distillée est ajoutée aux cellules de la batterie, si nécessaire.
Caractéristiques de la batterie de voiture
La capacité d’accumulation caractérise la quantité d’électricité produite lors d’une décharge à la tension minimale admissible. L’unité de mesure de la capacité est l’ampère-heure.
Le CCA (cold cranking amps) est également appelé courant de démarrage. Selon GOST, le courant de démarrage déclaré est vérifié après refroidissement de la batterie à -18 degrés Celsius. La batterie de la voiture est déchargée avec un courant de démarrage en 30 secondes. Ensuite, sa tension doit être d’au moins 8,4 volts. Dans le cas d’une décharge de 150 secondes, la tension doit être d’au moins 6 volts.
La force électromotrice de la batterie (FEM) est un paramètre qui indique la tension aux bornes de la batterie qui n’est pas chargée extérieurement et qui ne présente pas de fuites. L’EMF peut être mesurée à l’aide d’un voltmètre ou d’un multimètre.
La résistance interne de la batterie du véhicule combine la résistance des séparateurs, des électrodes, de l’électrolyte, des fils et des autres éléments de la batterie.
Le niveau de charge dépend de nombreux facteurs et il est difficile de mesurer l’indicateur exact. Mais le niveau de charge approximatif est mesuré par la CEM et la densité de l’électrolyte.
L’autodécharge de la batterie est un processus de réduction de la capacité de la batterie. Elle est causée par des processus d’oxydoréduction sur les électrodes.
En outre, il est important de tenir compte de la durée de conservation de la batterie. La batterie peut être stockée pendant un certain temps dans un état de charge à sec avant de parvenir au consommateur. Il est également important de connaître la durée de vie et les caractéristiques de conception de la batterie (poids, taille).
Types de batteries de voiture
Les batteries à l’antimoine ont disparu et ne sont plus utilisées pour les voitures aujourd’hui. Les électrodes de ces batteries contiennent plus de cinq pour cent d’antimoine. Faible teneur en antimoine : les plaques à faible teneur en antimoine étaient utilisées pour réduire la décomposition de l’eau en oxygène et en hydrogène. Mais le problème de leur utilisation est toujours d’actualité. C’est l’un des types de piles les plus courants aujourd’hui. Les grilles en plomb ont été alliées au calcium pour résoudre le problème de la consommation d’eau et de la réduction de l’autodécharge. Parallèlement, le problème de la perte de capacité lors d’une décharge profonde s’est posé. Les batteries hybrides sont des batteries de voiture modernes, qui sont devenues une tentative de trouver un compromis entre les batteries à faible teneur en antimoine et les batteries au calcium. Les batteries AGM et gel sont des batteries automobiles relativement récentes. Elles sont devenues l’étape suivante pour garantir un fonctionnement sûr des batteries de voiture. Piles alcalines – au lieu de l’acide, c’est l’alcali qui joue le rôle d’électrolyte. Les piles les plus courantes sont les piles nickel-fer et nickel-cadmium. Les batteries lithium-ion sont très prometteuses, mais aujourd’hui elles ne sont pas largement utilisées dans les voitures en raison d’un certain nombre de problèmes non résolus.
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