7.2.- Caractéristiques d'un accumulateur
électrochimique
Un accumulateur est caractérisé par plusieurs
paramètres :
· La tension ou différence de potentiel,
fixée par le potentiel d'oxydo-réduction du couple redox
utilisé est de l'ordre de quelques volts par élément.
L'association-série de plusieurs éléments permet d'obtenir
une tension de 12 V par accumulateur, jusqu'à 48 V pour une batterie.
· La capacité électrique est la charge
électrique emmagasinée. Elle se mesure dans la pratique par
référence au temps de charge/décharge, en Ah
(ampère-heure) ou mAh
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(milliampère-heure). Autrement dit, elle
détermine la durée pendant laquelle une batterie fournit un
certain courant à une charge sous sa tension nominale. 1 Ah = 1 000 mAh
= 3 600 C.
? L'énergie stockée se mesure usuellement en Wh
(watt-heure). 1 Wh = 3 600 J = 3, 6 kJ.
· Le débit maximum d'un accumulateur est le courant
tiré par une charge sous sa tension nominale. Il se mesure en
ampère.
· L'impédance interne, exprimée en ohm,
impédance parasite qui limite le courant de décharge, ainsi que
la fréquence de ce courant, en transformant en chaleur par effet Joule
une partie de l'énergie restituée. En pratique, on assimile
souvent l'impédance à la seule résistance pure.
· La densité massique est une des
caractéristiques importantes d'un accumulateur, elle correspond à
la quantité d'électricité (Ah/kg) ou d'énergie
(Wh/kg) qu'il peut restituer par rapport à sa masse.
· La densité volumique est une autre
caractéristique qui peut avoir son importance, elle correspond à
la quantité d'électricité (Ah/m3) ou
d'énergie (Wh/m3) qu'il peut restituer par rapport à
son volume.
· Le rendement est un des paramètres importants dans
l'alimentation d'un accumulateur. C'est le quotient, en pourcentage, de la
puissance restituée à la puissance fournie.
7.3.-Technologies des accumulateurs
Le convertisseur d'énergie chimique en énergie
électrique existe sous différentes formes de technologies qui
s'améliorent au fur et à mesure que la technologique progresse.
Citons entre autres :
7.3.1.- Plomb-acide
La tension nominale d'un élément accumulateur
de ce type est de 2 V. Il s'agit du système le plus ancien, et aussi
potentiellement l'un des plus polluants. C'est le dispositif de stockage
d'énergie électrique utilisé dans la plupart des
véhicules automobiles.
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Basé sur l'électrolyse de l'eau
acidulée, l'accumulateur de plomb-acide fonctionne en restituant
l'électricité qui a contribué à la modification
chimique de la surface du plomb par oxydation, à la production de
l'oxygène et l'hydrogene dégagés lors de cette
électrolyse. Son fonctionnement ne disperse pas de plomb. Bien que le
plomb soit un agent polluant, le recyclage des accumulateurs est facile. Le
transport et le recyclage des batteries est de plus en plus
sévèrement règlementé, ce qui augmente les frais,
diminue la rentabilité du recyclage. La durée de vie ainsi que
les performances d'une batterie au plomb dépendent fortement de
l'utilisation que l'on en fait. Ainsi, on a vu des batteries rendre l'âme
après seulement 50 cycles alors que d'autres du même type ont tenu
plus de 500 cycles. Cette forte disparité est en partie due au fait que
ces batteries sont influencées par le type de cycle
charge/décharge qu'on leur impose, supportent très mal les
décharges profondes et nécessitent un système
embarqué de contrôle très poussé afin de fournir les
meilleures performances possibles.
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