Considérations pratiques – Batteries

Lorsque vous connectez des batteries ensemble pour former des «banques» plus grandes (une batterie de batteries?), Les batteries constituantes doivent être appariées les unes aux autres afin de ne pas causer de problèmes.

Batteries en série

Nous allons dabord envisager de connecter les batteries en série pour une tension plus élevée:

Nous savons que le courant est égal à tous les points dun circuit en série, donc quelle que soit la quantité de courant présente dans lune des batteries connectées en série, elle doit également être la même pour toutes les autres. Pour cette raison , chaque batterie doit avoir la même intensité en ampères-heure, sinon certaines des batteries sépuisent plus tôt que dautres, compromettant la capacité de lensemble de la banque. Veuillez noter que la capacité totale en ampères-heure de cette banque de batteries de série nest pas affectée par le nombre de batteries.

Batteries en parallèle

Ensuite, nous envisagerons de connecter les batteries en parallèle pour plus capacité de location (résistance interne inférieure), ou capacité en ampères-heure supérieure:

Nous savons que la tension est égale sur tous branches dun circuit parallèle, il faut donc être sûr que ces batteries sont de tension égale. Sinon, nous aurons des courants relativement importants circulant dune batterie à lautre, les batteries à plus haute tension surchargeant les batteries à basse tension. Ce nest pas bon.

Protection contre les surintensités

Sur ce même thème, il faut être sûr que toute protection contre les surintensités (disjoncteurs ou fusibles) est installée de manière à être efficace . Pour notre banque de batteries série, un fusible suffira pour protéger le câblage contre un courant excessif, car toute coupure dans un circuit série arrête le courant dans toutes les parties du circuit:

Avec un banc de batteries en parallèle, un fusible suffit pour protéger le câblage contre les surintensités de charge (entre les batteries connectées en parallèle et la charge), mais nous devons également nous protéger contre dautres problèmes. Les batteries sont connues pour court-circuiter en interne, en raison dune défaillance du séparateur délectrodes, ce qui pose un problème, un peu comme celui où des batteries de tension inégale sont connectées en parallèle: les bonnes batteries surchargeront la batterie défaillante (tension inférieure), provoquant des courants relativement importants dans les fils de connexion des batteries. Pour se prémunir contre cette éventualité, nous devons protéger chaque batterie contre les surintensités avec des fusibles de batterie individuels, en plus du fusible de charge:

Lorsquil sagit de batteries à cellules secondaires, une attention particulière doit être portée à la méthode et au moment de la charge. Différents types et constructions de batteries ont des besoins de charge différents, et les recommandations du fabricant sont probablement le meilleur guide à suivre lors de la conception ou de la maintenance dun système. Deux problèmes distincts liés à la charge de la batterie sont le cycle et la surcharge. Le cycle fait référence au processus de charge dune batterie à un état «plein», puis de la décharge à un état inférieur. Toutes les batteries ont une durée de vie de cycle finie (limitée) et la «profondeur» autorisée du cycle (à quelle distance elle doit être déchargée à tout moment) varie dune conception à lautre. La surcharge est la condition dans laquelle le courant continue dêtre refoulé à travers une cellule secondaire au-delà du point où la cellule a atteint sa pleine charge. Avec les cellules plomb-acide, en particulier, la surcharge conduit à lélectrolyse de leau (« faire bouillir » leau de la batterie) et à une durée de vie réduite.

Toute batterie contenant de leau dans lélectrolyte est soumise à la production dhydrogène gazeux dû à lélectrolyse. Ceci est particulièrement vrai pour les cellules plomb-acide surchargées, mais pas exclusivement pour ce type. Lhydrogène est un gaz extrêmement inflammable (surtout en présence doxygène libre créé par le même procédé délectrolyse), inodore et incolore . Ces batteries présentent un risque dexplosion même dans des conditions normales de fonctionnement et doivent être traitées avec respect. Lauteur a été un témoin direct de lexplosion dune batterie au plomb-acide, où une étincelle créée par le retrait dun chargeur de batterie (petite alimentation CC ) à partir dune batterie automobile a enflammé de lhydrogène gazeux dans le boîtier de la batterie, soufflant le haut de la batterie et éclaboussant de lacide sulfurique partout. Cela sest produit dans un atelier automobile dune école secondaire, rien de moins. es élèves à proximité portant des lunettes de sécurité et une combinaison à col boutonné, la blessure grave pourrait sêtre produite.

Lors de la connexion et de la déconnexion de léquipement de charge à une batterie, effectuez toujours la dernière connexion (ou la première déconnexion) à un endroit éloigné de la batterie elle-même (par exemple en un point sur lun des câbles de batterie, à au moins un pied de la batterie), de sorte que toute étincelle résultante a peu ou pas de chance denflammer lhydrogène gazeux.

Dans les grands bancs de batteries installés en permanence, les batteries sont équipées de bouchons daération au-dessus de chaque cellule, et lhydrogène gazeux est évacué à lextérieur de la salle des batteries par des hottes immédiatement au-dessus des batteries. Lhydrogène gazeux est très léger et monte rapidement. Le plus grand danger est quand il est autorisé à saccumuler dans une zone, en attendant lallumage.

Des conceptions plus modernes de batteries au plomb-acide sont scellées, fabriquées pour re-combiner lhydrogène électrolysé et loxygène dans leau, à lintérieur le boîtier de la batterie lui-même. Une ventilation adéquate peut encore être une bonne idée, juste au cas où une batterie développerait une fuite.

REVUE:

• La connexion des batteries en série augmente la tension, mais naugmente pas capacité globale en ampères-heure.
• Toutes les batteries d’une banque série doivent avoir la même intensité en ampères-heures.
• La connexion de batteries en parallèle augmente la capacité de courant totale en diminuant la résistance totale augmente également la capacité globale en ampères-heure.
• Toutes les batteries dun banc parallèle doivent avoir la même tension nominale.
• Les batteries peuvent être endommagées par un cycle excessif et une surcharge.
• Les batteries à électrolyte à base deau sont capables de générer de lhydrogène gazeux explosif, qui ne doit pas pouvoir saccumuler dans une zone.

FEUILLES DE TRAVAIL CONNEXES:

• Fiche de travail sur les batteries
• Fiche de travail sur les circuits CC de la série avec feuille de travail des réponses