LES VOITURES HYBRIDES EXIGENT
LA CAPACITE DE LA BATTERIE AGM

CHARGE CYCLIQUE OPTIMALE EXIGEE

L'électrification de la ligne de transmission est l'avenir de l'industrie automobile, cela ne fait aucun doute. La technologie hybride constitue, en attendant la percée de la voiture complètement électrique, un pas important vers l'électrification du parc automobile. Avec la hausse des prix du carburant, les normes UE plus strictes en matière d'émission de CO2 et la mauvaise réputation actuelle du moteur diesel, la part de marché belge de la voiture hybride augmente en outre. Quelle batterie faut-il idéalement utiliser dans quel type de véhicule hybride? Cette question se pose donc de plus en plus souvent dans plus d'un garage. Plomb-acide, calcium, AGM ou EFB? CarFix dresse pour vous un récapitulatif.

VOITURE HYBRIDE?

Dans le monde automobile, le terme hybride peut désigner toute combinaison de deux types de moteurs différents. En général, une voiture hybride est toutefois entraînée par un moteur à combustion et un moteur électrique. Ici, la batterie du moteur électrique est chargée pendant que le véhicule roule par un générateur, entraîné à son tour par un moteur à combustion. Grâce à l'effet 'tampon' de la batterie, les surplus d'énergie peuvent être stockés et les puissances insuffisantes être compensées. Le moteur peut, en outre, ainsi atteindre un régime optimal. Les valeurs d'émission de matières polluantes sont, de ce fait, réduites.

HYBRIDATION

La part de voitures hybrides (mild et full) sur les routes belges augmente ces dernières années. En 2017, non moins de 24.157 véhicules hybrides ont été vendus et au premier trimestre de 2018, le compteur affichait déjà 7.560 voitures vendues. La voiture hybride fait donc bien partie du paysage automobile actuel. Le terme hybride a toutefois une large couverture et diverses technologies se cachent donc derrière, ce qui donne lieu à différents types de véhicules hybrides.

Micro-Hybride

Le micro-hybride est mieux connu du grand public sous le nom de système stop & start. Cette technologie est aujourd'hui présente dans quasiment chaque voiture produite et peut donc être considérée comme une technologie de base. Le système coupe le moteur quand la voiture est à l'arrêt et démarre le moteur automatiquement quand on redémarre. La batterie doit dès lors être prévue pour les charges supplémentaires que cela génère.

Mild hybrid

Les voitures de ce type ont un moteur à essence ou diesel et un moteur électrique. Le moteur électrique peut parcourir de petites distances (1 à 2 km) de manière indépendante mais est plus utilisé comme soutien pour le moteur à essence ou diesel. De l'énergie peut aussi être récupérée lors du ralentissement. Ce système a une puissance plutôt faible et fonctionne pour le moment dans la plupart des voitures avec une tension de 12 volts. Les constructeurs automobiles s'affairent cependant à intégrer la technologie de 48 volts, ce qui exige une batterie à haut voltage.

Full hybrid

La voiture full hybride a, comme la version mild hybride, un moteur à essence ou diesel et un moteur électrique. La principale différence réside toutefois dans la portée. Les voitures full hybrides peuvent parcourir jusqu'à 50 kilomètres en mode purement électrique. Elles sont, en outre, dotées d'une prise permettant de recharger la batterie via le réseau électrique. La batterie subit une charge similaire à celle des batteries des voitures micro et mild hybrides.

CHOIX DE BATTERIE

Même maintenant que les premiers modèles de voiture avec un système stop & start hybride ont tout doucement besoin d'une nouvelle batterie, on ne sait toujours pas clairement quelle batterie doit en fait être utilisée dans les véhicules hybrides. La subdivision ci-dessus montre déjà clairement que la batterie d'une voiture hybride doit être prévue pour des charges plus importantes et qu'on part donc d'une autre situation de batterie que pour les véhicules conventionnels. La capacité et surtout la charge cyclique de la batterie dans les voitures hybrides doivent par conséquent être optimales.

 

Batterie conventionnelle

Les batteries au calcium liquides conventionnelles sont idéales comme batteries de démarrage ordinaires mais ne peuvent pas supporter la charge cyclique des systèmes hybrides. Ces batteries fonctionnent le mieux lorsqu'elles sont complètement chargées. La cyclicité d'une voiture hybride ne le permettant pas, la batterie ne sera jamais chargée à 100%. Si une batterie de démarrage au plomb-acide conventionnelle est tout de même utilisée dans une voiture hybride, elle sera bien plus rapidement défectueuse et une stratification et une sulfatation (voir encadré) pourront survenir.

BATTERIES AGM

Afin d'éviter la stratification et la sulfatation, les constructeurs automobiles ont cherché en collaboration avec les fabricants de batteries une alternative. Grâce à sa construction, la batterie AGM ou Absorbed Glass Mat a une durée de vie plus longue et offre une résistance au cycle jusqu'à quatre fois plus grande. Une force constante est ainsi générée.

Principe de fonctionnement

La technologie utilise des micro-buvards en fibre de verre conçus spécifiquement avec une forte capillarité. Ceux-ci sont coincés entre les plaques de plomb de la batterie, et absorbent complètement l'acide de la batterie et donc l'électrolyte. Ces batteries sont, de ce fait, plus performantes sous haute pression que des batteries classiques. La forte pression de contact minimise la perte de matière active en cas de résistance interne extrêmement faible. Elles ont donc aussi une longue durée de vie. Grâce à la réaction rapide entre l'acide et la matière de la plaque, de plus grandes quantités d'énergie peuvent passer en cas de charges plus lourdes. Les micro-buvards en fibre de verre spéciaux recueillent l'oxygène pouvant se dégager pendant la charge de la plaque positive, tout comme l'hydrogène libéré par la plaque négative et assurent la conversion en eau; comme il n'y a quasiment pas de perte d'eau dans l'acide, aucun entretien n'est nécessaire. Un clapet à air au-dessus veille à ce que la pression interne positive reste maintenue, de manière à ce que la cellule ne sèche pas. Le clapet garantira, de plus, un dégazage sûr en cas de surcharge.

Batterie AGM

• Plaque positive: grille d’alliage high-tech avec cadre. Le micro-buvard en fibre de verre très capillaire garantit une absorption supplémentaire pour une teneur en électrolyte maximale et évite ainsi la stratification.

• Plaque négative: grille 3DX avec additifs de carbone uniques pour une recharge plus rapide.

• Groupe de plaques avec une forte compression.

• Le dégazage s’effectue via un clapet intégré.

• Double couvercle étanché et sécurisé avec verrouillage centralisé et clapet anti-déflagrant.

BATTERIES EFB

Les batteries AGM semblent donc le meilleur choix pour un véhicule hybride. Ces dernières années, les voitures du segment de prix inférieur sont toutefois de plus en plus dotées d'un système stop & start. Dans ce segment de prix, la batterie AGM plutôt chère est donc souvent remplacée par la batterie EFB ou Enhanced Flooded. Les micro-hybrides disposent, autrement dit, d'une alternative à la batterie AGM. Les batteries utilisant la technologie EFB ont aussi une longue durée de vie et une résistance au cycle deux à trois fois plus élevée par rapport aux batteries conventionnelles. Les batteries de ce type ont aussi une excellente intensité absorbée et une excellente résistance face à de courts trajets multiples. Les batteries EFB ont cependant des possibilités régénératrices limitées et les boosts passifs à l'accélération ne sont pas possibles non plus. L'utilisation dans un véhicule mild ou full hybride est donc plutôt déconseillée.

Principe de fonctionnement

Les batteries EFB constituent la version avancée des batteries de démarrage conventionnelles. Le principe est en grande partie comparable à celui des batteries de démarrage ordinaires. Dans le cas de ce type de batteries, la plaque positive est revêtue d'une 'grille' de polyester, une structure de renfort, retenant mieux la matière active dans la grille. La plaque négative est, elle, dotée de certains additifs de carbone. Un séparateur de plaques perméable aux ions empêche tout contact entre les plaques positive et négative et garantit une plus longue durée de vie et une plus grande force de démarrage. La résistance au cycle est ainsi plus grande que pour les batteries conventionnelles.

REGLE DE BASE

Lors du remplacement de batteries pour véhicules (hybrides), gardez toujours la même règle en tête: 'Remplacez toujours une batterie par un même type de batterie'. La batterie spécifique placée par l'original equipment manufacturer fait partie d'un ensemble d'électronique minutieusement étudié. Un remplacement par une batterie conventionnelle risque d'accélérer l'usure ou même d'entraîner un refus du système de gestion d'énergie. Une situation qui peut avoir finalement des conséquences néfastes pour les deux parties.

STRATIFICATION

La stratification survient si la concentration d'acide sulfurique dans la solution d'électrolyte n'est pas uniforme mais est plus élevée dans la couche inférieure que dans la couche supérieure. L'électrolyte épuisé entraîne la sulfatation de la partie supérieure de la plaque de la batterie et la partie inférieure succombe à la corrosion à cause de la surcharge. Cela se produit parce que dans les voitures hybrides, la batterie n'est jamais à un état de charge complet.

SULFATATION

La sulfatation se manifeste si une batterie n'est pas rechargée après une décharge profonde. Le sulfate de plomb dans la batterie se cristallise alors et les gros cristaux obstruent les pores de la masse active et isolent la surface de la plaque. La charge est donc impossible et il y a une perte de capacité permanente. On peut reconnaître la sulfatation à la bande de sulfate à un tiers de la hauteur. Des plaques déformées et la présence de dendrites ou de cristaux en aiguille peuvent aussi indiquer une sulfatation.