La batterie et la charge : exercices corrigés de CAP MV

On repère la règle : la limite se donne par élément, donc il faut la ramener à la batterie entière.

Les 6 éléments sont en série, donc la tension totale est la somme des tensions de chaque élément : $U_{max} = 6 \times 2{,}35$.

Calcul : $6 \times 2{,}35 = 14{,}1$ V.

On vérifie l'ordre de grandeur : plus de 12 V (batterie chargée) mais pas beaucoup plus, ce qui est cohérent avec une tension de charge.

On identifie la règle : courant de charge limité à 10 % de la capacité.

On pose : $I_{max} = 0{,}10 \times 70$.

Calcul : $0{,}10 \times 70 = 7$.

Unité : une capacité en Ah donne, avec ce pourcentage, un courant en A. Le courant maximal est donc de 7 A.

On calcule la quantité manquante : la moitié de 60 Ah, soit $\frac{1}{2} \times 60 = 30$ Ah.

On écrit la relation : quantité de charge = courant × durée, donc $t = \frac{Q}{I}$.

On remplace : $t = \frac{30}{6} = 5$ h.

On interprète : la durée réelle sera un peu plus longue, car le modèle ignore les pertes, mais 5 h est une bonne estimation de départ.

Limite de la batterie : $6 \times 2{,}35 = 14{,}1$ V.

Écart : $14{,}6 - 14{,}1 = 0{,}5$ V. La mesure est donc au-dessus de la limite.

Le régulateur a pour rôle de maintenir la tension de consigne en diminuant le courant d'excitation de l'alternateur ². Une tension au-dessus de cette limite théorique pousse à comparer la mesure avec la valeur de régulation donnée par le constructeur. Si cette valeur est dépassée, on contrôle le régulateur.

Avant de conclure, on vérifie les conditions : la température est proche de 25 °C, valeur pour laquelle la limite est donnée ². On compare ensuite avec la valeur prévue par le constructeur du véhicule avant de mettre le régulateur en cause.

Batterie A : décharge prolongée, perte de capacité qui persiste après la charge. Cela évoque la sulfatation : du sulfate de plomb s'accumule sur les électrodes, et dans certaines conditions des îlots stables ne se dissolvent plus à la recharge ².

Ce dépôt conduit mal l'électricité et empêche les réactions sur l'électrode, ce qui réduit la capacité ².

Batterie B : électrolyte trop bas, plaques au contact de l'air, puissance de démarrage amputée même après remise à niveau. Cela correspond à l'oxydation ².

Les causes données ici (utilisation intensive, forte chaleur) sont deux des causes classiques d'un manque d'électrolyte ².

Nombre de cycles consommés par an : 250 jours × 1 cycle = 250 cycles par an.

Durée de vie en années : $\frac{1\,500}{250}$.

Calcul : $1\,500 \div 250 = 6$ ans.

On reste prudent : « environ 1 500 cycles » est un ordre de grandeur, la durée réelle varie avec l'usage ².

SOC (State Of Charge) : c'est l'état de charge, qui indique le niveau de charge de la batterie. Association : SOC → b ³.

SOH (State Of Health) : c'est l'état de santé, une mesure de l'état général de la batterie. Association : SOH → a ³.

BMS : système électronique qui assure le contrôle et la charge des éléments d'une batterie d'accumulateurs. Association : BMS → c ³.

Équilibrage : le BMS veille à équilibrer la charge de toutes les cellules, ce qui aide à optimiser les capacités de la batterie et à éviter sous-tensions et surtensions ³.

Fonctionnement normal : une fois le moteur démarré, l'alternateur recharge aussitôt la batterie ². La tension mesurée à la batterie doit donc monter au niveau d'une tension de charge, nettement au-dessus de 12,4 V.

Observation : 12,4 V ne dépasse pas la tension d'une batterie au repos. Cela indique que l'alternateur ne charge pas, ou que sa charge n'arrive pas à la batterie.

Action 1 (simple) : contrôle visuel de la courroie d'entraînement, des bornes et des câbles de masse (connexions propres et serrées).

Action 2 : mesure de la tension de sortie de l'alternateur moteur tournant, pour voir si elle atteint une valeur de charge. Le régulateur de tension fixe cette valeur en agissant sur le courant d'excitation ².

Action 3 (approfondie) : recherche d'un courant de fuite à l'arrêt du véhicule, par exemple un équipement qui reste alimenté, car la batterie se vide aussi par la consommation des auxiliaires.

Remplacer la batterie en premier serait une erreur : elle est neuve, et la même cause (charge absente ou fuite) la viderait à son tour.

Courant maximal : $I = 0{,}10 \times 95 = 9{,}5$ A.

Quantité à restituer : 47,5 Ah, soit la moitié de 95 Ah.

Durée estimée : $t = \frac{47{,}5}{9{,}5}$.

Calcul : $47{,}5 \div 9{,}5 = 5$ h. On retrouve le même résultat que pour une batterie de 60 Ah déchargée de moitié, car le courant est toujours proportionnel à la capacité.