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Infos sur les batteries, le montage en parallèle et en série

Pour les non initiés, les batteries peuvent paraître simples à comprendre ou pas. Dans les fait c'est un peu plus complexe qu'on ne le pense, voici ci dessous quelques connaissances à partager.

Le montage en série :

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En cas de montage en série de batteries, le pôle plus de la première batterie est relié au pôle moins de la deuxième batterie. La tension des différentes batteries s'ajoute. La tension totale peut être relevée sur les pôles restés libres. La capacité totale est égale à la capacité des différentes batteries.

Exemple : 2 batteries de 12 V 55 Ah montées en série donnent du 24 V 55 Ah.

Le montage en parallèle :

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En cas de montage en parallèle d'accumulateurs, le pôle plus est relié au pôle plus et le pôle moins au pôle moins par une liaison conductrice. Les capacités des différentes batteries sont alors additionnées. La tension totale [V] est égale à la tension des différentes batteries.

Important :
Le câblage doit être de section et de longueur rigoureusement identiques.

Exemple : 2 batteries de 12 V 55 Ah montées en parallèle donnent du 12 V 110 Ah.

Le montage en parallèle et série :

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On retrouve l'avantages des deux montages précédents.
Doublement de la tension 12+12=24V
Doublement de la capacité 55+55=110Ah

Les effets dus à la température


La batterie étant un composant électrochimique, la température a des effets importants sur son fonctionnement interne : taux de réactions électrochimiques, tension de gazéification, tension limite de charge, tension limite de décharge, perte d'électrolyte ainsi que ses performances : capacité, auto-décharge et durée de vie.

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La stratification


La stratification est le mélange non homogène de l'électrolyte. Elle a pour effet de réduire la durée de vie des batteries si elle est prolongée. L'acide a tendance à se concentrer en bas en laissant de l'eau ayant une densité plus faible en haut : il existe alors des risques de congélation, d'oxydation et de corrosion de part et d'autre du plan de séparation. On y remédie par une charge d'égalisation (régénération) qui a pour effet de brasser l'électrolyte liquide.

La sulfatation


La sulfatation est une réaction électrochimique normale qui a lieu dans les batteries qui ont été fréquemment partiellement déchargées ou exposées à de hautes températures. Elle a pour effet de diminuer la capacité nominale et d'élever la résistance interne de la batterie. De même que pour la stratification, on peut y remédier partiellement par une charge d'égalisation (régénération) périodique qui a pour effet de forcer la réaction électrochimique inverse.

Tension de gazéification


Lors de la charge d'une batterie, sa tension s'élève. Lorsque l'on atteint une tension suffisamment élevée, les réactions électrochimiques deviennent très rapides et donnent lieu à un dégagement de gaz (oxygène et hydrogène) à l'intérieur de la batterie. C'est la tension de gazéification. On définit donc une tension de charge maximum qui doit toujours être inférieure à la tension de gazéification.
Cette tension (de charge maximum) peut être dépassée pendant un temps court à la fin de la charge, car une légère gazéification peut s'avérer utile pour remédier à la stratification et à la sulfatation.

Il vaut mieux toujours sur-dimensionner son parc batterie pour ne pas provoquer d'usure prématurée.
Plus on vide vite et fort une batterie, plus elle vieillit vite, sans compter qu'après il faut de la puissance pour une recharge quasi complète. Avec plus de batteries, vous êtes plus tranquille, moins d'intensité à fournir, durée de vie préservée et plus d'autonomie.

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La capacité d'une batterie, ne se présente pas de la même façon que la capacité d'un réservoir hydraulique. Bien que la notion de capacité soit parfaitement comparable, elle diffère sur un point particulier. En effet, outre la capacité de la batterie (Nombre d'Ah ou ampères heure, que peut débiter la batterie) vient se greffer une notion de rendement (ou de pertes).

Plus la rapidité de la décharge est importante, plus la capacité réelle de la batterie sera faible. Ainsi une batterie de 250Ah C/100 aura réellement une capacité théorique de 250Ah en 100 heures, 230Ah en 20 heures et seulement 180Ah en 5 heures. TRADUCTION: si on décharge cette batterie à la cadence de 18A la décharge ne durera que 10 heures (10 x 18 = 180) cette même décharge durera 20 heures à la cadence de 11.5A (11.5 x 20 = 230Ah) et enfin 100 heures à la cadence de 2.5 Ah (2.5 x100 = 250Ah).

Les limites d'utilisation d'une batterie


La limite d'utilisation d'une batterie est inversement proportionnelle à sa durée de vie. Moins elle sera sollicitée, plus sa durée de vie sera importante (elle ne s'use que si l'on sert !!!) A titre d'exemple utilisée au 1/10 de sa capacité ( on prend 1/10 des Ah de la batterie donc 25Ah, à la cadence de 2.5A pour obtenir environ 1800 cycles de charge et décharge, à la condition de recharger la batterie aussitôt après l'utilisation. soit environ 5-6 ans de durée de vie. Celui qui effectuera des cycles de 100% (éventuellement batterie déchargée à zéro tous les jours, sans recharge complète) se retrouvera devant des durées de vie de l'ordre de 3 mois, voire moins !!! Cet état parfaitement identifiable n'est évidemment pas couvert par la garantie constructeur.

Watts, Watts/heures (Wh), Ampères et Ampères/heures (Ah) Quelles sont les relations entre ces données? Deux paramètres caractérisent une batterie: sa tension 6-12-24V etc... en Volts et sa capacité en ampères /heures (Ah). Les volts pourraient être comparés à une pression. La puissance (Watts) serait l'effet de la pression multiplié par le débit. (Watts = Volts x A ou Ah). Une puissance n'a rien à voir avec une consommation (Pour ceux qui voudraient rentrer plus en détail dans cette étude, Pas plus qu'un véhicule de 10 Cv donne une idée de sa consommation quotidienne d'essence (bien que liée à la puissance, la consommation d'essence est aussi liée à la distance parcourue ou au temps de fonctionnement du moteur!) En électricité c'est exactement pareil, la confusion venant du fait que la puissance s'exprime en Watts et la consommation en Watts/heure. Quelle est la différence? Un watt ne représente quasiment rien si l'on ne lui accole pas une unité de temps (Tout comme un litre??) et oui, un litre d'eau est-il est-il suffisant pour étancher votre soif? oui, c'est évident, ! mais en êtes-vous en êtes certain?

Réponse: NON! si vous n'avez qu'un litre d'eau à boire durant toute l'année prochaine, vous commencerez sérieusement à me croire! En effet ,c'est évidemment et de loin insuffisant, par contre, si je vous donne toujours un litre, mais cette fois toutes les secondes, vous allez périr noyés! Tiens donc un litre n'a plus de signification et pourtant il en a une! Seul le contexte à changé. Quand vous achetez de l'eau, vous n'achetez pas un litre qui est une unité de mesure, mais bien un volume qui correspond à vos besoins. En électricité c'est pareil.
Un ampère n'a pas plus de signification qu'un litre, mais un ampère/heure, c'est bien l'effet d'un ampère pendant une heure! (Ou de deux ampères pendant une demie-heure, ou encore de 1/2 ampère pendant 2 heures, etc.. La notion de puissance apparaît maintenant pleinement (1 watt/heure = l'effet d'un watt pendant 1 heure)

La puissance disponible dans une batterie apparaît maintenant plus clairement. 250 Ah x 12 volts = 3000 Watts/HEURES.
3000 Watts/heures (Wh) représentent 3000/100= 30 heures de fonctionnement d'un appareil de 100 Watts! Ce qui mathématiquement est très juste, mais archi-faux en ce qui concerne notre batterie, puisque ce serait ignorer la notion de C/XX et décharger cette batterie (250ah en C/100) à la cadence de 11.5A soit C/20 ne représenterait qu'environ 230 Ah soit 230(Ah)/11.5(A) = 20 heures (En fait j'ai simplifié, car c'est encore moins!!!)
Si l'on se réfère à la loi du 1/10 par jour, ce serait donc seulement 25Ah qui seraient disponibles, soit une puissance quotidienne de 25(Ah) x 12(V) = 300 Wh représentant en gros 1 jour de fonctionnement d'un petit frigo, C'est tout!!!

En utilisation batterie de service, une batterie est en moyenne 10 à 20 fois plus sollicitée qu'en démarrage! Si on l'utilise dans sa limite normale de fonctionnement! Généralement on va bien au-delà, d'où les mauvaises surprises et les batteries qui ne durent pas.

En résumé plus la capacité de vos batteries sera importante, plus la durée de leur vie le sera, A consommation égale, c'est évident!


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