Batterie d'accumulateurs

Une batterie d'accumulateurs ou généralement une batterie , est un ensemble d' accumulateurs électriques reliés entre eux de façon à créer un générateur de courant continu de la capacité et de la tension désirée.

Ces accumulateurs même s'ils sont seuls sont parfois appelés éléments de la batterie.

On appelle ainsi batteries les accumulateurs rechargeables destinées aux appareils électriques et électroniques domestiques .

Accumulateur simple, que l'on peut monter en série pour former une batterie.

Sommaire

1 Caractéristiques des différents types d'accumulateurs
2 Évolution des batteries
3 Utilisation
4 Charge des batteries
5 Notes
6 Voir aussi
- 6.1 Liens externes

Caractéristiques des différents types d'accumulateurs

Article détaillé : Accumulateur électrique .

Évolution des batteries

Les batteries nécessaires aux voitures électriques mais également aux voitures hybrides ont suivi une évolution technologique continue et les progrès sont importants, malheureusement actuellement, aucune solution n'est entièrement satisfaisante. Certaines de ces batteries sont d'un usage commun avec d'autres secteurs comme l'éolien ou le solaire.

Les recherches et découvertes en cours sont très prometteuses, au point que certains fabricants de batteries promettent une autonomie des voitures électriques de 800 km pour très bientôt ^{[ 1 ]} .

Alors que les batteries au plomb ont une capacité de 30 Wh par kg, d'autres types se sont développés ^{[ 2 ]} :

nickel - cadmium (Ni - Cd) 50 Wh par kg
nickel - zinc (Ni - Zn) 80 Wh par kg
1 ^re filière lithium (Ni - MH) 75 Wh par kg
plomb 2 ^e génération (2006) 75 Wh par kg
système zébra : sodium - chlorure de nickel 85 Wh par kg
1 ^re filière lithium - ion de 1992 (Li - Ion) 90 Wh par kg
sodium - soufre (Na - S) 107 Wh par kg
Lithium Métal Polymère de 2004 (LMP) 110 Wh par kg
lithium polymère (Li - Po) 120 Wh par kg
lithium - ion 2 ^e génération (2000) 150 Wh par kg
zinc - argent (2007) 200 Wh par kg
manganèse - lithium - ion ; également dénommées lithium - manganèse (2007) 300 Wh par kg
lithium - soufre de 2007 (Li - S) 300 Wh par kg
lithium - vanadium + de 300 Wh par kg (mais combien exactement ?) présentée par Subaru en 2007 :

Et pour bientôt :

Supercondensateur à la poudre de céramique - aluminium (EEStor aux États-Unis) ( ^{[ 3 ]} et ^{[ 4 ]} ) : Elles devraient être utilisées dans un premier temps pour les voitures électriques , puis plus tard pour le stockage d'énergie appliqué à l'éolien et au solaire.
Condensateurs - lithium - ion (FHI) : en essai au Japon.

Utilisation

Les accessoires des véhicules routiers sont alimentés en électricité par des batteries d'accumulateurs, en général au plomb .
- La tension de cette batterie est couramment de 12 Volts sur les automobiles (42 volts pour la prochaine génération de véhicules), 6 Volts sur certains anciens modèles encore en circulation ;
- De 24 Volts pour les poids lourds .
Les batteries sont utilisées dans de nombreux appareils électroniques autonomes comme par exemple les téléphones mobiles , les baladeurs numériques , etc.
Pour la traction des véhicules électriques , des batteries souvent de technologies autres que le plomb et d'une tension supérieure sont utilisées, afin de limiter les courants en jeu.
Les batteries solaires sont des batteries orientées pour un fonctionnement avec des panneaux photovoltaïques : durée de vie, propriétés électriques et anticorrosion, entretien ^{[ 5 ]}

Charge des batteries

Indicateurs de charge

La mise en charge des batteries est une opération primordiale pour que les batteries conservent leurs caractéristiques initiales.

On peut évaluer dans certains cas le niveau de charge d'une batterie en mesurant sa tension à vide (sans charge). Par exemple pour une batterie au plomb :

Une batterie bien chargée a une tension supérieure à 12,6 V .
Une batterie sous 12,4 V peut être mise en charge.
Une batterie à 11,7 V est totalement déchargée ou en mauvais état.

Dans le cas de technologies plus récentes, comme le NiMh ou le Lithium , des méthodes plus élaborées sont nécessaires pour vérifier le niveau de charge. Pour ces technologies les chargeurs évaluent le taux de charge en surveillant l'évolution de la tension de charge et en prenant en compte le courant de charge et le temps, ( $\frac{d_v}{d_t}$ ou $\frac{d_v^2}{d_t^2}$ ).

Précautions de mise en charge

La charge de batteries en parallèle est déconseillée, car chaque batterie est spécifique et va évoluer différemment suivant son état de charge initial, son âge, ses caractéristiques intrinsèques. Il est donc important qu'une batterie en charge soit reliée uniquement à une source de courant .
La charge en série doit être effectuée uniquement sur des batteries de mêmes caractéristiques et dans un état de charge identique.
De manière générale, la charge des batteries de façon unitaire doit être privilégiée.
La durée de charge peut être approximativement calculée en fonction du courant de charge et de la capacité de la batterie : pour une batterie neuve totalement déchargée : Capacité (en A.h) = Courant de charge (en A) x Temps de charge (en h).
Le rendement de charge (énergie stockée / énergie injectée pour la charge de la batterie) est inférieur à 1, en particulier en raison de la résistance interne à la batterie ; ce rendement dépend de l'intensité de courant utilisée pour la charge, il décroît quand l'intensité croît.

Évolutions possibles

Une innovation américaine du MIT ( 2007 ), la witricity , si elle était industrialisée, permettrait de recharger les batteries sans fils et donc de les recharger à distance (quelques mètres uniquement) sans avoir à établir une connexion physique à une prise électrique ^{[ 6 ]} . Le rendement plutôt faible de cette technologie en fait cependant un gadget de confort dont on pourrait se passer si l'on suit la logique des économies d'énergie .