Produire et stocker l'énergie électrique très basse tension continue

La batterie de servitude

Rôle de la batterie

La batterie de servitude remplit plusieurs fonctions essentielles dans un véhicule :

• Stocker l'énergie électrique produite par le circuit de charge
• Fournir l'énergie nécessaire au démarrage du moteur (démarreur, calculateurs...)
• Alimenter en très basse tension (12 ou 24 V) les différents consommateurs électriques quand le moteur ne fonctionne pas (feux, système de manœuvre ou de mise en sécurité...)

Constitution

Une batterie au plomb est constituée d'accumulateurs ayant une tension de 2,1 volts. Six accumulateurs disposés en séries délivrent une tension totale de 12,6 volts.

Un accumulateur est un ensemble de plaques (positives et négatives) immergées dans de l'électrolyte (mélange eau acide sulfurique). La charge et la décharge se font grâce à une réaction chimique.

Attention : une batterie contient de l'acide et parfois des dépôts d'oxydation qui sont très corrosifs pour les vêtements, la peau et surtout les yeux !

Caractéristiques

Pour les véhicules et matériels dont la tension de bord nominale est de 24 V, 2 batteries de 12 V sont branchées en série. Les tensions s'additionnent, mais la capacité reste identique.

Évolution des batteries

Pour diminuer la consommation en carburant et les émissions polluantes, des systèmes tels que le Start and Stop ou Systèmes Avancés de la Gestion d'Energie sont apparus. Les batteries ont dû être adaptées à ces systèmes.

Batterie EFB

La technologie Enhanced Flooded Battery présente les caractéristiques suivantes :

• Endurance 2 fois supérieure à celle d'une batterie conventionnelle
• Se compose de plaques de plomb épaisses, d'additifs de masse spéciaux et d'un revêtement en fibre de verre
• Destinée aux véhicules Start and Stop classiques car la batterie est très sollicitée lors des trajets en ville, étant donné qu'il y a une succession de coupures et redémarrages moteur (feux rouges...)
• Prévue pour environ 270 000 démarrages

Batterie AGM

La technologie AGM (Absorbent Glass Mat) offre des performances supérieures :

• L'acide est imprégné et donc fixé dans la fibre de verre
• L'AGM plomb-acide absorbe tout l'acide dans la batterie, fournissant une stabilité cyclique élevée. Permet de charger et décharger plusieurs fois la batterie sans perte de performances
• Endurance 3 fois supérieure à celle d'une batterie conventionnelle
• Pour véhicules Start and Stop aux besoins en énergie élevés et récupération d'énergie au freinage :
  • Elle supporte les recharges rapides dues à l'énergie récupérée via le système de freinage
  • Elle est prévue pour environ 360 000 démarrages

Cas des véhicules avec motorisation thermique

L'alternateur produit une énergie électrique à partir de l'énergie mécanique prélevée sur le moteur.

Rôle du circuit de charge

Le rôle du circuit de charge est :

• de recharger la batterie ;
• d'alimenter le circuit électrique des différents systèmes.

Constitution

Principe de fonctionnement

Cas des véhicules semi-hybrides (mild hybrid)

L'alterno-démarreur est lié au moteur thermique par une courroie.

Machine électrique réversible

C'est une machine électrique réversible :

• Le moteur thermique entraine l'alterno démarreur, il produit une énergie électrique.
• On alimente l'alterno-démarreur, il produit une énergie mécanique.

Organisation

Cas des véhicules hybrides et électriques

La batterie de servitude 12 V est rechargée à partir de la batterie de traction HV (High Voltage 250 V minimum) via un convertisseur DC/DC (continu/continu) qui abaisse la tension.