Batterie dans une voiture - qu'est-ce que c'est?

Certains systèmes de véhicule nécessitent une tension pour fonctionner. Certains n'utilisent qu'une petite partie de l'énergie, par exemple, exclusivement pour le fonctionnement d'un seul capteur. D'autres systèmes sont complexes et ne peuvent pas fonctionner sans électricité.

Par exemple, pour démarrer le moteur avant, les conducteurs ont utilisé un bouton spécial. Il a été inséré dans le trou qui lui était destiné et, à l'aide d'une force physique, le vilebrequin du moteur a été tourné. Vous ne pouvez pas utiliser ce système dans les voitures modernes. Au lieu de cette méthode, un démarreur est connecté au volant. Cet élément utilise le courant pour faire tourner le volant.

Pour alimenter tous les systèmes de la voiture en électricité, les fabricants ont prévu l'utilisation de batteries. Nous avons déjà réfléchi à la manière de prendre soin de cet élément. dans l'un des avis précédents... Parlons maintenant des types de batteries rechargeables.

Qu'est-ce que la batterie

Comprenons d'abord la terminologie. Une batterie de voiture est une source de courant constant pour le réseau électrique de la voiture. Il est capable de stocker de l'électricité pendant que le moteur tourne (un générateur est utilisé pour ce processus).

C'est un appareil rechargeable. S'il est déchargé à un point tel que la voiture ne peut pas démarrer, la batterie est retirée et connectée à un chargeur, qui fonctionne sur une alimentation électrique domestique. D'autres façons de démarrer le moteur lorsque la batterie est plantée sont décrites ici.

Selon le modèle de véhicule, la batterie peut être installée dans le compartiment moteur, sous le plancher, dans une niche séparée à l'extérieur de la voiture ou dans le coffre.

Appareil à batterie

Une batterie rechargeable se compose de plusieurs cellules (appelées banque de batteries). Chaque cellule a des plaques. Chaque platine porte une charge positive ou négative. Il y a un séparateur spécial entre eux. Il évite les courts-circuits entre les plaques.

Pour augmenter la surface de contact de l'électrolyte, chaque plaque a la forme d'une grille. Il est en plomb. Une substance active est pressée dans le réseau, qui a une structure poreuse (cela augmente la surface de contact de la plaque).

La plaque positive est composée de plomb et d'acide sulfurique. Le sulfate de baryum est inclus dans la structure de la plaque négative. Pendant le processus de charge, la substance de la plaque à pôles positifs change de composition chimique et devient du dioxyde de plomb. La plaque de pôle négatif devient une plaque de plomb ordinaire. Lorsque le chargeur est déconnecté, la structure de la plaque revient à sa position d'origine et sa composition chimique change.

Un électrolyte est versé dans chaque pot. C'est une substance liquide qui contient de l'acide et de l'eau. Le liquide provoque une réaction chimique entre les plaques, à partir de laquelle un courant est généré.

Toutes les cellules de batterie sont logées dans un boîtier. Il est fait d'un type spécial de plastique qui résiste à une exposition constante à un environnement acide actif.

Le principe de fonctionnement de l'accumulateur (accumulateur)

Une batterie de voiture utilise le mouvement de particules chargées pour produire de l'électricité. Deux processus différents ont lieu dans la batterie, grâce auxquels la source d'alimentation peut être utilisée pendant une longue période:

• Batterie faible. À ce stade, la substance active oxyde la plaque (anode), ce qui entraîne la libération d'électrons. Ces particules sont dirigées vers la deuxième plaque - la cathode. À la suite d'une réaction chimique, de l'électricité est libérée;
• Charge de la batterie. À ce stade, le processus inverse se produit - les électrons sont convertis en protons et la substance les renvoie - de la cathode à l'anode. En conséquence, les plaques sont restaurées, de sorte que le processus de décharge ultérieur est possible.

Types et types de batteries

Il existe une grande variété de batteries de nos jours. Ils diffèrent les uns des autres par le matériau des plaques et la composition de l'électrolyte. Les types traditionnels de plomb-acide sont utilisés dans les voitures, mais il existe déjà des cas fréquents d'application de technologies de pointe. Voici quelques-unes des caractéristiques de ce type de batterie et d'autres.

Traditionnel ("antimoine")

Batterie au plomb, dont les plaques contiennent au moins 5% d'antimoine. Cette substance a été ajoutée à la composition des électrodes pour augmenter leur résistance. L'électrolyse dans de telles alimentations est la plus ancienne. Dans ce cas, une quantité d'énergie suffisante est libérée, mais les plaques sont rapidement détruites (le processus commence déjà à 12 V).

Le principal inconvénient de ces batteries est le grand dégagement d'oxygène et d'hydrogène (bulles d'air), qui provoque l'évaporation de l'eau des bidons. Pour cette raison, toutes les batteries à l'antimoine peuvent être réparées - au moins une fois par mois, vous devez vérifier le niveau et la densité de l'électrolyte. L'entretien comprend l'ajout d'eau distillée, si nécessaire, afin que les plaques ne soient pas exposées.

De telles batteries ne sont plus utilisées dans les voitures pour faciliter au maximum l'entretien de la voiture par le conducteur. Des analogues à faible teneur en antimoine ont remplacé ces piles.

Antimoine faible

La quantité d'antimoine dans la composition des plaques est minimisée pour ralentir le processus d'évaporation de l'eau. Un autre point positif est que la batterie ne se décharge pas si rapidement en raison du stockage. Ces modifications sont classées comme des types nécessitant peu d'entretien ou sans entretien.

Cela signifie que le propriétaire de la voiture n'a pas besoin de vérifier la densité de l'électrolyte et son volume tous les mois. Bien qu'ils ne puissent pas être qualifiés de complètement sans entretien, car l'eau qu'ils contiennent continue de bouillir et le volume doit être reconstitué.

L'avantage de ces batteries est leur simplicité de consommation d'énergie. Dans le réseau automobile, des surtensions et des chutes de tension peuvent se produire, mais cela n'affecte pas la source d'alimentation, comme c'est le cas avec un analogue de calcium ou de gel.

Pour cette raison, ces batteries sont les plus adaptées aux voitures domestiques qui ne peuvent pas se vanter d'avoir des équipements à consommation d'énergie stable. Ils conviennent également aux automobilistes avec un revenu moyen.

Calcium

Il s'agit d'une modification d'une batterie faible en antimoine. Seulement au lieu de contenir de l'antimoine, du calcium est ajouté aux plaques. De plus, ce matériau fait partie des électrodes des deux pôles. Ca / Ca est indiqué sur l'étiquette d'une telle batterie. Pour réduire la résistance interne, la surface des plaques actives est parfois recouverte d'argent (une fraction extrêmement faible du contenu).

L'ajout de calcium a encore réduit la formation de gaz pendant le fonctionnement de la batterie. La densité et le volume d'électrolyte dans de telles modifications pour toute la période de fonctionnement n'ont pas du tout besoin d'être vérifiés, ils sont donc appelés sans entretien.

Ce type d'alimentation est 70% moins (par rapport à la modification précédente) sujet à l'autodécharge. Grâce à cela, ils peuvent être stockés pendant une longue période, par exemple pendant le stockage hivernal des équipements.

Un autre avantage est qu'ils n'ont pas trop peur de la surcharge, car l'électrolyse en eux ne commence plus à 12, mais à 16 V.

Malgré de nombreux aspects positifs, les batteries au calcium présentent plusieurs inconvénients importants:

• La consommation d'énergie diminue s'il est complètement déchargé plusieurs fois puis rechargé à partir de zéro. De plus, ce paramètre diminue tellement que la batterie doit être remplacée, car sa capacité n'est pas suffisante pour le fonctionnement normal des équipements connectés au réseau de la voiture;
• L'augmentation de la qualité du produit nécessite une redevance plus élevée, ce qui le rend inaccessible aux utilisateurs ayant un revenu matériel moyen;
• Le principal domaine d'application est celui des voitures étrangères, car leur équipement est plus stable en termes de consommation d'énergie (par exemple, les feux de position s'éteignent dans de nombreux cas automatiquement, même si le conducteur a accidentellement oublié de les éteindre, ce qui conduit souvent à une décharge complète de la batterie);
• Le fonctionnement de la batterie nécessite plus d'attention, mais avec un soin approprié du véhicule (utilisation d'équipements de haute qualité et attention à la décharge complète), cette batterie durera beaucoup plus longtemps que son homologue à faible teneur en antimoine.

Hybride

Ces piles sont étiquetées Ca +. Les plaques sont hybrides dans cette modification. Le positif peut inclure de l'antimoine et le négatif peut inclure du calcium. En termes d'efficacité, ces batteries sont inférieures aux batteries au calcium, mais l'eau qu'elles contiennent s'évapore beaucoup moins que celles à faible teneur en antimoine.

De telles batteries ne souffrent pas tellement d'une décharge complète et n'ont pas peur de la surcharge. Une excellente option si l'option budgétaire n'est pas techniquement satisfaisante et qu'il n'y a pas assez d'argent pour un analogue du calcium.

Gel, AGM

Ces batteries utilisent un électrolyte gel. Il y avait deux facteurs derrière la création de ces batteries:

• L'électrolyte liquide des batteries conventionnelles fuit rapidement lorsque le boîtier est dépressurisé. Cela entraîne non seulement des dommages matériels (la carrosserie se détériorera rapidement), mais cela peut également nuire gravement à la santé humaine pendant que le conducteur essaie de faire quelque chose;
• Après un certain temps, les plaques, en raison d'une opération imprudente, sont capables de s'effondrer (se répandre).

Ces problèmes ont été éliminés en utilisant un électrolyte gélifié.

Dans les modifications AGM, un matériau poreux est ajouté au dispositif, qui maintient le gel près des plaques, empêchant la formation de petites bulles à leur voisinage immédiat.

Les avantages de ces batteries sont:

• Ils n'ont pas peur des inclinaisons - pour les modèles à électrolyte liquide, cela ne peut pas être réalisé, car pendant leur fonctionnement, de l'air se forme encore dans le boîtier, qui, une fois retourné, expose les plaques;
• Le stockage à long terme d'une batterie chargée est autorisé, car elle a le seuil d'autodécharge le plus bas;
• Pendant tout le cycle entre les charges, il produit un courant stable;
• Ils n'ont pas peur de la décharge complète - la capacité de la batterie n'est pas perdue en même temps;
• La durée de vie de ces éléments atteint dix ans.

Outre les avantages, ces batteries de voiture présentent un certain nombre de gros inconvénients qui déconcertent la plupart des utilisateurs qui souhaitent les installer dans leur voiture:

• Très fantaisiste à charger - cela nécessite l'utilisation de chargeurs spéciaux qui fournissent un courant de charge stable et faible;
• La charge rapide n'est pas autorisée;
• Par temps froid, l'efficacité de la batterie diminue fortement, car le gel diminue ses propriétés de conducteur lorsqu'il est refroidi;
• La voiture doit avoir un générateur stable, de telles modifications sont donc utilisées dans les voitures de luxe;
• Prix ​​très élevé.

Alcaline

Les batteries de voiture peuvent être remplies d'électrolyte non seulement acide mais aussi alcalin. Au lieu de plomb, les plaques dans de telles modifications sont en nickel et cadmium ou en nickel et fer. L'hydroxyde de potassium est utilisé comme conducteur actif.

L'électrolyte de ces batteries n'a pas besoin d'être renouvelé, car il ne s'évapore pas pendant le fonctionnement. Par rapport aux homologues acides, ces types de batteries présentent les avantages suivants:

• Pas peur de la décharge excessive;
• La batterie peut être stockée dans un état déchargé et elle ne perdra pas ses propriétés;
• La recharge n'est pas critique pour eux;
• Plus stable à basses températures;
• Moins sensible à l'auto-décharge;
• Ils n'émettent pas de vapeurs nocives corrosives, ce qui leur permet d'être rechargés dans une zone résidentielle;
• Ils stockent plus d'énergie.

Avant d'acheter une telle modification, le propriétaire de la voiture doit déterminer s'il est prêt à faire de tels compromis:

• Une pile alcaline produit moins de tension, donc plus de bidons sont nécessaires qu'une contrepartie acide. Naturellement, cela affectera les dimensions de la batterie, qui fournirait l'énergie nécessaire à un réseau de bord spécifique;
• Prix ​​élevé;
• Plus adapté à la traction qu'aux fonctions de démarrage.

Li-ion

Les options lithium-ion sont les plus progressives pour le moment. Jusqu'à la fin, cette technologie n'est pas encore terminée - la composition des plaques actives change constamment, mais la substance avec laquelle les expériences sont menées est des ions lithium.

Les raisons de ces changements sont une sécurité de fonctionnement accrue (par exemple, le lithium métal s'est avéré explosif), ainsi qu'une diminution de la toxicité (les modifications avec la réaction du manganèse et de l'oxyde de lithium présentaient un degré élevé de toxicité, c'est pourquoi les véhicules électriques sur de tels éléments ne pouvaient pas être qualifiés de «verts» transport).

Ces batteries sont conçues pour être aussi stables et sûres que possible pour l'élimination. Les avantages de cette innovation comprennent:

• Capacité la plus élevée par rapport aux batteries de taille identique;
• Tension la plus élevée (une banque peut fournir 4 V, ce qui est deux fois plus que celle de l'analogique "classique");
• Moins sensible à l'auto-décharge.

Malgré ces avantages, ces batteries ne sont pas encore capables de rivaliser avec d'autres analogues. Il y a plusieurs raisons à cela:

• Ils fonctionnent mal dans le froid (à des températures négatives, il se décharge très rapidement);
• Très peu de cycles de charge / décharge (jusqu'à cinq cents);
• Le stockage de la batterie entraîne une perte de capacité - dans deux ans, elle diminuera de 20%;
• Ont peur d'une décharge complète;
• Il émet une faible puissance pour pouvoir être utilisé comme élément de démarrage - l'équipement fonctionnera longtemps, mais il n'y a pas assez d'énergie pour démarrer le moteur.

Il y a un autre développement qu'ils veulent mettre en œuvre dans les véhicules électriques - un supercondensateur. À propos, des voitures ont déjà été créées qui fonctionnent avec ce type de batterie, mais elles présentent également de nombreux inconvénients qui les empêchent de rivaliser avec des batteries plus nocives et dangereuses. Un tel développement et un véhicule électrique alimenté par cette source d'énergie sont décrits dans un autre avis.

Vie de la batterie

Bien qu'aujourd'hui des recherches soient en cours pour améliorer l'efficacité et la sécurité des batteries pour le réseau de bord d'une voiture, les options les plus populaires à ce jour sont les acides.

Les facteurs suivants affectent la durée de vie de la batterie:

• Température à laquelle l'alimentation électrique fonctionne;
• Dispositif de batterie;
• Efficacité et performance du générateur;
• Fixation de la batterie;
• Mode de conduite;
• Consommation d'énergie lorsque l'équipement est éteint.

Le stockage approprié d'une batterie non utilisée est décrit dans ici.

La plupart des batteries à acide ont une durée de vie limitée - les batteries de la plus haute qualité, même si toutes les règles de fonctionnement sont respectées, fonctionneront de cinq à sept ans. Le plus souvent, ce sont des modèles sans surveillance. Ils sont reconnus par le nom de la marque - les fabricants renommés ne gâchent pas leur réputation avec des produits de mauvaise qualité. En outre, un tel produit aura une longue période de garantie - au moins deux ans.

L'option budgétaire durera trois ans et leur garantie ne dépassera pas 12 mois. Vous ne devez pas vous précipiter sur cette option, car il est impossible de créer des conditions idéales pour le fonctionnement de la batterie.

Bien qu'il soit impossible de déterminer la ressource de travail pendant des années, c'est la même chose que dans le cas des pneus de voiture, qui est décrit dans un autre article... Une batterie moyenne doit supporter 4 XNUMX cycles de charge / décharge.

Plus d'informations sur la durée de vie de la batterie sont décrites dans cette vidéo:

Combien de temps dure une batterie de voiture?

Questions et réponses

Que signifie batterie ? Batterie d'accumulateur - batterie de stockage. Il s'agit d'un appareil qui génère de manière autonome l'électricité nécessaire au fonctionnement autonome des appareils électriques d'une voiture.

A quoi sert la batterie ? Lorsqu'elle est chargée, l'électricité déclenche un processus chimique. Lorsque la batterie n'est pas chargée, un processus chimique est déclenché pour générer de l'électricité.