Brochure Fran“ais - EnerSys
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1. GUIDE EUROBAT OU E BATTERIES DE TRACTION VRLA L association de fabricants europ ens d accumulateurs EUROBAT compte 36 soci t s membres et repr sente plus de 85 de l industrie europ enne des accumulateurs Soucieuse de la d fense des int r ts du secteur des batteries de d marrage et des batteries industrielles elle pr te sa voix et sert de source de r f rence aux consommateurs aux institutions europ ennes et aux gouvernements nationaux Toute reproduction des informations contenues dans ce rapport est interdite sous r serve de l autorisation d EUROBAT Eurobat 2003 Ce guide Eurobat a pour but de faire conna tre davantage les batteries de traction tanches soupape recombinaison de gaz VRLA ainsi que leur fonctionnement et leur utilit Eurobat a voulu faire de cette publication un document de r f rence l usage des institutions de formation Cependant il peut galement servir de guide aux utilisateurs de batteries pour la pr paration de sp cifications de conception et d achat Le lecteur y trouvera des informations en mati re de technologie d essais et de normes ou encore de fonctionnement En outre le site Internet www eurobat org propose plusieurs liens sur ce sujet Dr Albrecht Leuschner Pr sident d EUROBAT GUIDE E U R O B A T POUR LES BATTERIES D E TRACTION V RLA Pendant toute leur dur e de vie les batteries de traction VRLA compos es d l ments2. est faible La charge de compensation fond e sur la temp rature de la batterie peut aider contrer cet effet Pour les op rations faible temp rature entrep ts frigorifiques consulter le fabricant de la batterie Bien que cette m thode puisse contribuer lever la temp rature de fonctionnement de la batterie le biberonnage peut tre indiqu pour certaines applications mais une de capacit Cs de profondeur de la d charge E U Capacit disponible des batteries VRLA Temp rature de fonctionnement id ale Temp rature de fonctionnement acceptable Consulter le fabricant avant toute utilisation ces temp ratures Effet de la profondeur de la d charge sur la vie 120 R O B AT P O UR b E BATTERIE S D E TRACTION V RLA dur e de vie optimale pourrait exiger des profils particuliers pour le biberonnage et la recharge compl te Pour tout conseil consulter le fabricant de la batterie Temp rature de fonctionnement La capacit nominale correspond une temp rature de batterie de 30 C Tel qu illustr dans le sch ma ci contre la capacit disponible est influenc e par la temp rature et est consid rablement r duite faible temp rature La dur e de vie diminue pour des op rations SIENS 1285 HS are nine temp rature lev e tandis que le rendement de la charge diminue faible temp rature La temp rature de la batterie d pend de la d charge et de la taille de la b
3. ou sous forme de monoblocs n ont pas besoin d tre aliment es en eauetne n cessitent par cons quent aucun entretien Compar es aux batteries plomb ouvert la production de gaz oxyg ne et hydrog ne en conditions normales d utilisation est tr s faible et ces gaz sont vacu s travers une soupape de non retour qui emp che l air de p n trer Cette conception a pour objectif d liminer tout risque de fuite d lectrolyte acide au sein de l aire de travail De plus aucun quipement de ventilation afin d viter l accumulation de gaz hydrog ne n est n cessaire au sein de la zone de charge Les techniques de charge tant plus efficaces le co t en lectricit des batteries de traction VRLA est habituellement moins lev que celui des batteries traditionnelles plomb ouvert En revanche les batteries de traction VRLA requi rent des pi ces des mat riaux et des traitements plus nombreux et plus co teux Pour une dur e de vie d un bon niveau la charge optimis e fait appel un courant de charge commande lectronique avec un contr le d algorithme plus complexe que pour les batteries plomb ouvert Les diff rentes technologies VRLA utilis es se fondent sur diverses techniques de charge optimis e il n est pas possible de charger des batteries de m me tension et de m me capacit sur un m me chargeur si ces batteries proviennent de fabricants diff rents et utilisent des technologies diff rentes Les co ts de
4. atterie aussi bien que de la temp rature ambiante Pour des applica tions o la temp rature ambiante d passe les limites acceptables consulter le fabricant de la batterie Temp rature Dur e de vie et contr le de la profondeur de la d charge La relation entre la dur e de vie et la profondeur de la d charge est illustr e dans le sch ma ci contre Plus critique que pour les batteries de traction plomb ouvert pour lesquelles une dur e de vie de bon niveau peut tre obtenue en limitant la profondeur de d charge 80 de la capacit nominale la vie de la batterie de traction VRLA tire profit en g n ral d une en cycles de la batterie profondeur de d charge limit e 70 Pour une dur e de vie optimale un verrouillage hydraulique ou un compteur de d charge de la batterie peuvent s av rer n cessaires Pour tout conseil concernant l installation de ce type de dispositif ou sur la fa on d am liorer la dur e de vie l utilisateur est invit consulter le mode d emploi du fabricant de la batterie Le document ZVEl Consid rations sur la vie des batteries de traction est 140 160 180 200 j m Dur e de vie galement un ouvrage de r f rence
5. cterait la charge et la dur e de vie de la batterie De plus la concentration 5 SO o Cc G lt G GUIDE E U R O B A T POUR LES BATTERIE S D E TRACTION V RLA Batterie de traction tanches a soupape a recombinaison de gaz Batteries plomb ouvert d acide sulfurique serait trop faible dans la partie sup rieure de l l ment entravant la d charge des mati res actives qui s y trouvent Le terme stratification de l lectrolyte est utilis pour d crire un gradient de densit de lectrolyte qui n est pas limin par le processus normal de recharge Dans les batteries plomb ouvert la surcharge doit tre suffisante pour terminer la recharge des plaques positives et des plaques n gatives et pour brasser l lectrolyte avec des bulles d hydrog ne et d oxyg ne La teneur en eau de l lectrolyte doit tre maintenue par des remises en eau r guli res L inconv nient que repr sente cet approvisionnement p riodique en eau pour ce type de batteries peut tre r duit l aide d un syst me central de remplissage Dans les batteries de traction plomb ouvert la consommation d eau et la fr quence des remplissages sont r duites sans toutefois tre limin es ceci par l utilisation de r gimes de charge faible maintenance et d l ments ayant une conception lectrochimique avanc e La stratification de l lectrolyte est contr l e soit par application d un taux de charge qui e
6. fabrication des batteries de traction VRLA et de leurs chargeurs sont plus importants que ceux des produits plomb ouvert Pour certaines applications en particulier dans le cas d engagements intensifs ou de recharges dans des conditions de faible temp rature le cycle de vie des batteries de traction VRLA peut tre r duit Pour s assurer d une bonne dur e de vie du produit il convient de discuter de l application avec le fabricant de la batterie et suivre ses recommandations A Le rendement de charge des plaques positives et n gatives d un l ment plomb acide diminue l approche de la fin de charge La polarisation croissante de la tension est accompagn e par une d composition de l eau lors des r actions lectrochimiques oppos es produisant de l oxyg ne sur les plaques positives et de l hydrog ne sur les plaques n gatives Habituellement la diminution de l acceptance de charge et le passage l mission de gaz sont plus rapides et plus importants sur la plaque positive que sur la plaque n gative Dans la batterie plomb acide l acide sulfurique est un produit r actif Durant la d charge il est consomm et la densit de l lectrolyte diminue Uacide sulfu rique produit durant la recharge est relativement dense et se d pose sous l influ ence de la gravit au fond de l l ment Sans brassage de l lectrolyte la concentration d acide sulfurique pourrait tre trop lev e au fond de l l ment ceci affe
7. s de 80 de la capacit nominale Dans ce test un nombre de cycles au moins gal celui d clar par le fabricant doit tre effectu Pour les batteries de traction plomb acide conventionnelles les cycles sont de 75 de d charge a 25 A pour 100 Ah jusqu ce que la capacit mesur e chute au dessous de 80 de la capacit nominale Entretien Les batteries de traction VRLA ne n cessitent pas de remplissages d eau Tout risque de d bordement est limin vitant ainsi les risques lectriques et la corrosion de la batterie du coffre de l accumulateur du v hicule ou de la zone de charge Charge Les chargeurs de batteries lectrolyte g lifi ou AGM diff rent en fonction de la technologie La recombinaison de gaz qui limine quasiment la consommation d eau sous la forme d hydrog ne et d oxyg ne influence la r ponse en tension a la charge Ceci affecte l algorithme de charge la fa on dont le courant est fourni la batterie ainsi que les diff rents contr les de s curit qui devraient tre appliqu s Des chargeurs commande lectronique sont utilis s pour les batteries de traction VRLA ainsi le profil de charge sp cifique et les algorithmes sont respect s ind pendamment des fluctuations du courant secteur La charge doit tre conforme aux recommandations et aux sp cifications du fabricant La temp rature a un impact sur la charge plus elle est lev e plus la r ponse en tension au courant
8. st optimis pour le m lange de l lectrolyte par les gaz ou en utilisant une pompe de brassage de l lectrolyte Si l lectrolyte est m lang la capacit de la batterie pourra tre maintenue avec une surcharge par cycle plus faible obtenue en modifiant l algorithme de fin de charge Les co ts en lectricit et en consommation d eau sont r duits Dans les batteries VRLA la distribution de la densit de l lectrolyte qui conduit la stratification de ce dernier est contr l e en immobilisant l lectrolyte sous forme de gel ou encore dans des s parateurs en fibre de verre absorbante AGM Le brassage de l lectrolyte n est pas n cessaire Les batteries de traction VRLA a lectrolyte g lifi ou AGM pr sentent des caract ristiques diff rentes plus particuli rement en ce qui concerne la technique de charge Les batteries VRLA ne sont pas compl tement satur es d lectrolyte si bien que l oxyg ne produit sur les plaques positives en phase avanc e de recharge peut Bun se diffuser vers la plaque n gative et entra ner une r action retardant la recharge de l lectrode n gative Ainsi avec un r gime de charge appropri il est possible d quilibrer la recharge des plaques positives et n gatives avec une surcharge relativement faible Dans le cycle de l oxyg ne l exc s d oxyg ne r agit avec la plaque n gative et emp che une production quivalente d hydrog ne En g n ral l mission de gaz e
9. t la consommation d eau dans les batteries VRLA repr sentent moins de 1 de l quivalent de surcharge En l absence de stratification de l lectrolyte une surcharge par cycle plus faible est n cessaire pour les batteries de traction VRLA et gr ce au cycle de l oxyg ne la consommation d eau et l mission de gaz sont en grande partie limin es Des mat riaux faible taux d impuret s ainsi que des alliages sans antimoine contribuent une dur e de vie plus longue des batteries de traction VRLA sans qu il soit n cessaire de les approvisionner en eau E U R O B A T P O U R LES BATTERIES D E TRACTION V RLA La norme CEl 60254 1 1997 Batteries de traction au plomb est applicable aux batteries de traction VRLA La capacit de d charge est fix e un r gime de d charge de cinq heures une temp rature mesur e ou corrig e de l l ment ou de la batterie de 30 C Le courant de d charge d essai de 20 A pour 100 Ah de capacit nominale est maintenu jusqu ce que la tension moyenne par l ment chute 1 70 V La dur e de vie en cycles est d termin e par cycles de 70 de d charge 20 A 100 Ah pendant 3 5 h et la recharge s effectue suivant les recommandations du fabricant Durant ces cycles la temp rature de l l ment devrait se situer entre 33 et 43 C Le test d endurance en cyclage est termin lorsque lors d une d charge mesur e et p riodique la capacit disponible chute au dessou
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