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La recharge des batteries...

La recharge de batteries est un procédé électrochimique complexe, au cours duquel on régénère l'énergie déchargée par l'utilisation grâce au réseau électrique.

Le chargeur de batteries

Le chargeur de batteries transforme le courant alternatif (AC : Alternatif current) du réseau électrique en un courant continu (DC : Direct current) à un niveau de tension correct pour la recharge de la batterie.

Il existe de nombreuses technologies de chargeur de batteries, chacune dispose d'une puissance spécifique, d'une influence sur le réseau, des caractéristiques et un coût qui leur sont propres. On peut néanmoins en détacher trois types, en fonction de leur mode de contrôle de la charge.

Charge à tension constante :

Une tension constante est appliquée aux bornes de la batterie, et le courant évolue en fonction de l'état de la charge : fort lorsque la batterie est déchargée, plus faible lorsque est presque chargée.

Charge à courant constant :

Un courant est appliqué aux bornes de la batterie, jusqu'à ce que le voltage de celle-ci ait atteint une valeur souhaitée.

Charge à courant constant puis à tension constante :

Le cycle de charge démarre avec un fort courant constant, puis avec une tension constante lorsque la tension de la batterie a atteint un certain niveau.

Les véhicules électriques sont majoritairement équipés de chargeur interne. Néanmoins, il existe des dispositifs de recharge externe (autorisant plus de puissance) ou par induction.

L'utilisation de chargeurs embarqués pour les VE, les rend flexibles et plus aisément utilisables et rechargeables. Les facteurs poids et encombrement sont alors importants, ce qui limite la puissance du chargeur.

La charge dite normale, est prévu pour les opérations de recharge quotidiennes. Mais pour les VE, il peut être intéressant de disposer d'un mode rapide. L'opération de recharge engendrant une légère différence de potentiel entre les différents éléments de la batterie, on procède alors à une compensation.

Charge normale :

La charge normale fait partie de la procédure quotidienne de recharge. Elle est généralement réalisée la nuit, et bénéficie ainsi d'un tarif particulièrement intéressant. Elle doit suffire pour les besoins journaliers de l'utilisateur du VE, sauf besoin complémentaire ponctuel.

Les chargeurs de batterie sont maintenant équipés de dispositifs de contrôle de charge performants qui limitent la perte en eau. De l'état de charge de la batterie au démarrage de la recharge dépend le mode de recharge adopté par le chargeur. Un cycle normal de recharge pour une batterie Plomb-Acide est de 8 heures pour un état de 80 % de décharge. Le courant initial de charge typique est égale à 5 heures de courant de décharge (par exemple 40 A pour une batterie de 200 Ah). Pendant les premières 4 heures, 70 % des Ampères-heures déchargés, sont rechargés. Les 30 % restants, pendant les 3 heures suivantes. A ce stade, la batterie aura une charge supplémentaire, portant le facteur de charge à plus de 105 %. Le chargeur doit prendre en compte l'accroissement de température généré.

Charge rapide :

La possibilité de recharge rapide est limitée par deux facteurs qui sont la batterie elle-même et l'appareillage électrique. Ainsi, la tension de la batterie et sa température doivent être surveillés en permanence par le chargeur pour assurer qu'une recharge rapide n'entame en rien la durée de vie de la batterie.

Ainsi, pour un VE de 16 kWh :

  • Une charge normale (3 kW) est effectuée en 8 heures en se connectant sur le réseau 220 V, 16 A.
  • Pour une recharge rapide (15 kW), une connexion triphasée est nécessaire, soit 380 V, 32 A.
  • Plus on souhaite recharger rapidement, plus l'énergie à fournir par le réseau devra être importante, les connexions électriques dimensionnées en conséquence, et donc une facture totale d'autant plus élevée.

La recharge rapide est donc a réserver pour les besoins d'appoint, même si il est possible d'obtenir avec des batteries Nickel-Cadnium (qui ont une température contrôlée), une recharge de 80 % de la capacité en 2 heures (soit un courant de charge initial de 90 A pour une batterie de 180 Ah).

Equilibrer la charge :

Les différents éléments constitutifs d'une batterie sont normalement tous identiques. Mais en raison des cycles de charge/décharge, le potentiel des éléments ne l'est pas forcément. Ceci n'est pas visible par le chargeur, qui voit le potentiel total. En appliquant régulièrement (environ toutes les deux semaines) une surcharge à la batterie avec un courant limité, on équilibre les éléments entre eux.

En résumé :

Avec les véhicules électriques actuels et les chargeurs intégrés, la recharge prend plusieurs heures, ceci en fonction de l'état de décharge initial, du mode de recharge et de la puissance du chargeur. Les nouveaux développements dans les batteries, ainsi que les chargeurs à modulation d'impulsions permettent de réduire les temps de charge sans inconvénients. Mais, en fait, ce qui compte, c'est que chaque période de longue inactivité du véhicule peut être mise à profit pour la recharge ou le maintien de l'état de charge de la batterie à un certain niveau, pour éviter des cycles de décharge profond.

 

Les dispositifs de recharge hors domicile

Réseau de recharge normale sur la ville de LYON.

Réseau de recharge rapide sur la région de LYON.

Les batteries...

 

Réalisé à partir de traductions d'éléments présents sur les sites de l'AVERE et du DOE.

 

© Copyright 1998-2006 EV-ShowRoom - Dernière modification : 11 septembre 2000
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