Circuits : construire un régénérateur de batteries au plomb

Les batteries au plomb sont largement utilisées dans les véhicules, les systèmes d'alimentation sans interruption (ASI), les applications d'énergie renouvelable, etc. Comme elles peuvent fournir de l'énergie en peu de temps, ces batteries sont très pratiques, mais elles perdent souvent de leur efficacité lorsque le processus de sulfatation perturbe la réaction chimique nécessaire à la charge et à la décharge. Une solution consiste à utiliser un régénérateur de batteries au plomb, pour revitaliser et restaurer la capacité des batteries au plomb dont les performances ont diminué.

Le circuit

Vous pouvez acheter un régénérateur de batteries au plomb sur internet, mais en développer un dans votre atelier peut être plus amusant. En 2017, Elektor a présenté un circuit conçu spécialement à cet effet. Le principe était simple. La batterie était chargée d'un courant d'environ 100 A pendant une période de 100μs, avec un cycle de reprise toutes les 30s.

Voici le circuit de Jan Lichtenbelt. La conception intègre un microcontrôleur pour émettre une impulsion de 100μs à un MOSFET toutes les 30s. Les différentes sections sont clairement visibles de haut en bas : l'alimentation, le circuit MOSFET, le diviseur de potentiel avec les cavaliers, le contrôle et l'affichage via le microcontrôleur.

« Un shunt est connecté en série avec la batterie et ce MOSFET, qui est protégé contre les inversions de polarité par une diode. Le courant de crête théorique lorsqu'un shunt de 50 mΩ est utilisé est d'environ 100 A pour une batterie au plomb de 6 V. La mesure de la tension aux bornes de la batterie est effectuée à l'aide d'un câblage séparé, de sorte que le courant important ne perturbe pas la lecture (mesure en quatre points). Les deux circuits sont séparés l'un de l'autre et ne sont reliés entre eux qu'au niveau des bornes à l'aide de pinces pour batterie. »

Le courant est calculé en mesurant la tension aux bornes du shunt, et le microcontrôleur se charge de la génération des impulsions.

Résultats

Le graphique ci-contre montre l'effet réparateur sur une batterie au plomb usée (12 V, 7 Ah), avec une tension à ses bornes de 10,3 V. Le concepteur du circuit explique : « Après seulement quatre ou cinq impulsions, la résistance interne a diminué de moitié et se rapproche de sa valeur finale.  Dans une batterie au plomb de 12 V de 7 Ah, nous constatons que la variation de la résistance interne en fonction de la température est d'environ -0,7 mΩ/°C. Sa valeur passe de 34 mΩ à température ambiante à 62 mΩ au congélateur (-18 °C). »

Pour en savoir plus sur le régénérateur de batteries au plomb

L'article sur ce régénérateur de batteries au plomb est apparu dans Elektor de mars 2017. Les membres d'Elektor ont un accès complet à la bibliothèque d'Elektor, qui comprend cet article.