Quelle est la gravité de la sous-tension d'une batterie plomb-acide de 12 volts?

J'ai eu une discussion animée avec quelques collègues aujourd'hui autour de la faiblesse d'une tension pour une batterie plomb-acide de 12 volts; ils étaient d'avis que la sonnerie d'avertissement de basse tension et l'arrêt automatique final étaient ennuyeux et menaçaient la sécurité.

• J'ai eu un gars qui insistait sur le fait que les batteries étaient «bien» même quand elles étaient sérieusement sous-tendues et vous pouvez leur envoyer à peu près n'importe quoi.
• Un autre gars a insisté sur le fait que sa batterie de voiture avait à un moment donné été aussi faible que 2 (!) Volts et bon, il n'a eu aucun problème avec.

J'ai toujours pensé en naviguant que vous ne laissiez jamais votre batterie 12 volts tomber sous environ 11 volts, donc cette position très passive m'a un peu dérouté. Existe-t-il des données permettant de quantifier une perte de qualité de la batterie au plomb-acide due à des événements de basse tension? Quelle est la perte de capacité d'un événement de basse tension? Je suis assez certain d'avoir raison, mais j'ai besoin de données.

Votre argument peut être très facilement exprimé différemment.

Si vous regardez la courbe de décharge pour une batterie plomb-acide avec une cote 12V ou 6V:

Cela vient de Yuasa. Ils font les choses. C'est soit fiable, soit optimiste, certainement pas pessimiste.

Regardons celui de 12V et supposons avec optimisme que vous n'êtes intéressé que par une décharge de 0,2 C, tout autre taux, les mêmes arguments peuvent être avancés avec une ligne différente.

À sa marque de 12V, vous pouvez voir qu'il y a un «point de basculement» où la tension passe de relativement constante à la chute.

À 11V, il descend presque tout droit.

À 9V, il chutera immédiatement sous le même courant de charge.

Cela signifie qu'au point 12V, vous avez essentiellement utilisé 60% de sa capacité. À 11 V, vous êtes effectivement à 93%. À 9V, vous êtes à 99,5%.

Ajoutant maintenant qu'une batterie avec 0 V à travers elle n'a plus d'initiative chimique, de tout type de chimie, vous devrez la motiver à recréer le déséquilibre chimique qui provoque la tension apparente et le potentiel de courant à circuler. C'est difficile dans n'importe quelle batterie (c'est pourquoi presque toutes les batteries sont construites avec des électrodes déjà chimiquement construites avec les bons matériaux pour créer le potentiel de la cellule).

Avec le SLA, beaucoup d'énergie va dans la recombinaison chimique des sulfates et des sulfites, gaspillant beaucoup d'énergie. Il en résulte une puissance excessive nécessaire pour ré-engager une cellule qui est laissée à 0 V. Puissance excessive = chaleur. Chaleur = gazage. Gazage = perte d'humidité. Perte d'humidité = mauvaise. Sans parler de la tension plus élevée habituellement requise, de nombreux sous-produits sur les plaques, à côté des sous-produits déjà générés par la stérilisation en premier lieu et vous vous retrouvez avec une pile AA avec le poids et la taille d'un 6Ah SLA.

Maintenant, si vous vous approchez de 9V, il deviendra très rapidement 0V. Vous serez facilement trop tard.

De nombreux fabricants nous disent "Considérez votre batterie vide à 11.8V", certaines personnes (moi y compris) supposent 11V. Ceux qui utilisent le 11V souvent (mais pas toujours) prennent soin de savoir qu'il s'agit de la limite inférieure . C'est exactement pour cette raison.

S'ils n'acceptent pas que des centaines de fabricants, d'innombrables experts dans le domaine et les utilisateurs disent "à 11,8 V, vous n'en tirerez pas beaucoup plus et il sera risqué d'essayer", alors convaincez-les simplement avec le fait qu'à 11V il n'y aura pas grand-chose de plus de toute façon. Terminé. Tous les autres points sont sans objet.

La raison pour laquelle une batterie de voiture peut être réduite à 2V et continuer à fonctionner, c'est parce que cette batterie était à 2V très rapidement, parce que l'idiot laissant ses lumières allumées s'est rendu compte après un certain temps. Et parce qu'ils sont généralement surdimensionnés par un facteur de 2 à 5, selon le type et la marque d'une voiture, une voiture paralysée fonctionnera pendant quelques années de plus.

Et soyons honnêtes, allons-nous vraiment mettre des heures et des heures de travail et de recherche pour convaincre quelqu'un qui ne parvient même pas à s'occuper de ses lumières de voiture d'un fait convenu partagé par des milliers d'ingénieurs électriciens du monde entier?

Excellente réponse d'Asmyldof. La seule chose que j'ajouterais, c'est que:

(1) Il existe plusieurs variétés distinctes de plomb-acide: la `` batterie de démarrage '' qui est destinée à être très rarement déchargée très loin, la `` batterie motrice '' destinée à une décharge progressive et plus profonde, la `` batterie de secours '' pour un fonctionnement de type UPS où les rejets profonds sont rares et donc les impacts négatifs cumulatifs de tels rejets profonds sont compensés par la durée de vie prévue, et une nouvelle saveur qui peut fonctionner dans un état de rejet partiel pendant de longues périodes. Ils ont tous des caractéristiques bien distinctes dans les moindres détails.

(2) L'industrie des batteries au plomb est très compétitive. À moins que vous n'ayez une nouvelle chimie brevetée pour vous démarquer de la concurrence, alors (a) vous obtenez ce pour quoi vous payez (en termes de qualité), et (b) aucun fabricant ne profite de l'indication de limites d'utilisation / recommandations en dessous de ce qui est raisonnable d'attendre une bonne durée de vie de leurs produits.

Knuckle-draggers qui disent "Oh, ces choses sont à l'épreuve des balles", ou "J'ai fait fonctionner ce b ** ch jusqu'à 2,5 V et cela fonctionne toujours bien!" ce ne sont généralement pas ceux qui doivent débourser des centaines / milliers de leurs propres dollars alors que les batteries "mystérieusement" ne durent pas plusieurs années. Ce sont ces personnes qui sont également responsables des batteries ayant des garanties courtes, car il peut être difficile de prouver qu'un client a mal utilisé une batterie en dehors des limites publiées (sans avoir intégré une électronique de surveillance intégrée pour l'enregistrer et le prouver).

La fiche technique du fabricant est roi et votre application doit être associée à une batterie destinée à ce cas d'utilisation. Les trois points de données d'expérience personnelle de votre collègue sont sans valeur, du moins dans le contexte de la longévité de la batterie (et qui doit payer pour un remplacement prématuré).

Un facteur majeur à considérer avec les batteries multicellules est que les dommages causés par une sous-tension seront concentrés sur la cellule la plus faible, mais les performances de cette cellule la plus faible seront généralement le facteur limitant en ce qui concerne les performances du pack dans son ensemble. . Si les six cellules d'un pack de 12 volts sont également bonnes, le fait de ramener sa tension à 9 peut ramener les six cellules à 1,5 volts sans endommager quoi que ce soit de manière significative, mais si l'une des cellules est plus faible que les autres, la tension du pack jusqu'à 9 peut entraîner une baisse de la tension de la cellule faible à 1,0 volt tandis que les cinq autres cellules sont à 1,6. Si cela est fait plusieurs fois, la cellule faible peut devenir encore plus faible, de sorte que sa tension tombe à rien tandis que les autres cellules sont toujours à 1,8.

Dans les cas où un bloc-batterie multi-cellules est utilisé à des fins de capacité de stockage plutôt que de capacité de gestion du courant, je soupçonne qu'un bloc-batterie avec des composants électroniques pour tirer plus de courant de batteries plus fortes pourrait donner un meilleur comportement de durée de vie qu'un câble qui se contente de câbler des cellules en série, mais je ne suis pas au courant que de telles conceptions soient courantes. Néanmoins, il est important de noter que dans les batteries multicellulaires, les dommages causés par des conditions de sous-tension augmenteront à mesure que la différence entre les batteries plus fortes et les batteries plus faibles augmentera, et cette différence sera augmentée en raison de ces dommages.

Ce n'est pas une réponse technique mais un peu plus de carburant pour votre contre-argument:

J'avais l'habitude de travailler dans des endroits qui disposaient de GRANDES batteries de batteries de secours (100 à 1000 batteries de haute qualité) et celles-ci ont été remplacées (TOUTES les batteries) à grands frais si elles étaient cyclées en dessous de la limite recommandée par le fabricant en raison d'une panne de courant. Il s'agissait d'une infrastructure de réseau téléphonique critique de haute fiabilité avec des exigences légales pour rester en ligne en cas de panne de courant (également frappe nucléaire, natch). Vous verriez des palettes de batteries en attente de recyclage qui dureraient probablement une autre décennie avec le refroidisseur de bière de Joe Normal dans sa remorque ou similaire, mais cela m'amène à mon propos:

Si vous avez besoin de performances garanties, suivez les spécifications du fabricant.

Vous pouvez "vous en tirer" de toutes sortes sur une batterie de voiture parce que vous n'atteindrez probablement jamais ses limites - généralement, elles durent des années, peut-être que si vous la déchargez à 2v, vous vous en sortirez et elle continuera. démarrer votre voiture dans des conditions normales pendant encore 5 ans, mais cela ne signifie pas que vous n'avez pas raccourci sa durée de vie d'un an, ou que si vous conduisiez en Alaska en hiver, cela fonctionnerait toujours, ou que si vous la déchargiez à 2v a encore quelques fois il ne se recroquevillerait pas et ne mourrait pas. Mais en tant que consommateur, vous hausserez les épaules et achèterez une nouvelle batterie, ou vous aurez vendu la voiture d'ici là.

Vous pouvez vous en sortir avecune tonne de choses dans la vie quotidienne des consommateurs, mais si vous essayez de garantir certaines performances de votre appareil / produit, vous ne pouvez pas enfreindre les règles (sauf si vous êtes sacrément bon) - c'est pourquoi toutes ces piles de sauvegarde ont été changées: elles fonctionnerait probablement encore très bien à ~ 90% de la spécification, mais lorsque le courant s'éteint un jour d'hiver 3 ans à partir de maintenant, et que cet événement de décharge excessif a poussé les batteries trop loin dans la courbe, et au lieu d'avoir le spécifié 30 minutes en main pour rétablir le courant, l'équipement se déconnecte de façon inattendue 10 minutes plus tôt, plante le réseau et met le système hors tension pendant une journée car la situation de restauration à partir de la mort est 10 fois pire que «l'arrêt contrôlé» vous allez ressembler à un bon imbécile, et les avocats de quelqu'un vont frapper à votre porte.

Tout fabricant de batteries digne de ce nom sera en mesure de vous fournir ces données (et de les garantir), s'il ne peut alors pas utiliser ses produits pour TOUTES applications critiques.

En remarque: les véhicules militaires changent leurs batteries plus souvent que la batterie de voiture de Joe Public pour exactement la même raison - lorsque vous êtes pris pour cible par une journée hivernale, vous devez être en mesure de faire démarrer votre transporteur de troupes pour la première fois. garanti, ne prenez pas quelques essais avec un peu de repos entre les deux.

Il s'agissait d'une installation moyenne, remplacée plus tard par de nombreux racks de batteries AGM plus petites:

Comme ça:

Et s'ils se déplaçaient trop profondément, ils seraient TOUS changés. Pas de question.

En réponse à la question " Existe-t-il des données disponibles pour quantifier une perte de qualité de la batterie au plomb-acide due à des événements de basse tension? ", Voici deux bonnes sources:

" La durée de vie de la batterie est directement liée à la profondeur à laquelle la batterie est cyclée à chaque fois. Si une batterie est déchargée à 50% chaque jour, elle durera environ deux fois plus longtemps que si elle est cyclée à 80% DOD ^[1] . 10% DOD, cela durera environ 5 fois aussi longtemps qu'un cycle à 50%. Évidemment, il y a des limites pratiques à cela - vous ne voulez généralement pas avoir un tas de batteries de 5 tonnes assis juste pour réduire le DOD . Le nombre le plus pratique à utiliser est 50% de DOD sur une base régulière. "- https://www.solar-electric.com/deep-cycle-battery-faq.html

" durée de vie typique des batteries de démarrage et à décharge profonde en cycle profond:

Depth of Discharge    Starter Battery    Deep-cycle Battery
------------------------------------------------------------
100%                  12–15 cycles       150–200 cycles
50%                   100–120 cycles     400–500 cycles
30%                   130–150 cycles     1,000 and more cycles

"- http://batteryuniversity.com/learn/article/lead_based_batteries

Les deux sources ont été trouvées grâce aux commentaires de Hot Licks et Nick Alexeev.

Notes / PS

^[1] DOD signifie Depth Of Discharge avec 100% de sens pour décharger complètement la batterie

D'autres réponses contiennent d'excellentes informations, mais elles ne répondent pas directement à la question.

J'ai de l'expérience avec plus de dix mille batteries. Les batteries sous tension détruisent la batterie en provoquant une sulfatation des batteries au plomb ou des dendrites au lithium. Les deux sont très destructeurs. Les gens qui disent que la batterie peut la gérer disent vraiment que leur batterie est une batterie de meilleure qualité que d'habitude. Cependant, décharger les batteries à une tension inférieure à leur tension nominale est destructeur et fait toujours mal à la batterie. Vous finirez par voir la batterie mourir plus rapidement. La suppression d'une coupure de tension est extrêmement stupide, car vous ne devez JAMAIS utiliser une batterie sous tension si vous voulez que la batterie dure. La chose la plus coûteuse que vous puissiez faire est de laisser une batterie sous tension, la deuxième plus coûteuse est de la mettre sous tension pour commencer. Il n'est pas conçu pour fonctionner en dehors de ses paramètres et raccourcira considérablement la durée de vie. Vous n'avez pas besoin d'un tableau pour comprendre que les piles mourront plus rapidement lorsque vous les déchargez trop profondément. Soyez juste assez stupide pour décharger excessivement vos batteries et vous le découvrirez bientôt.

Ce qui tue normalement les batteries neuves rapidement, c'est de les décharger et de les laisser debout pendant des semaines ou des mois dans un état épuisé.

C'est le sort typique de la plupart des batteries "récréatives". Ils deviennent sans surveillance.

Quelques décharges après sinistre suivies d'une charge et les batteries seront toujours coopératives, mais ne laissez jamais les batteries de moto ou de voiture déchargées pour des soins ultérieurs.

Vous remarquez que les cellules de la batterie se sulfatent lorsque la tension de la batterie peut être élevée et que la batterie ne reçoit aucun courant. Généralement, une batterie 12V 70Ah saine et légèrement déchargée tombe à 15-20 ampères après quelques minutes à une charge de 14,4 V. Lorsque sulfaté Vous pouvez appliquer 15-30V et à peine aucun courant ne circule du tout. Alors vous avez des ennuis.

Si vous avez une alimentation limitée en courant, vous pouvez torturer les batteries et les faire frire sur une tension plus élevée avec la limite de courant réglée à peut-être 0,01 de la capacité.

Si / lorsque la batterie commence à consommer du courant, vous avez beaucoup de temps avant qu'elle ne soit complètement chargée.

Normalement, lorsque vous êtes fortement sulfaté, vous pouvez éventuellement reporter en utilisant une nouvelle batterie, mais elle ne sera jamais aussi neuve.

Les batteries au plomb sont comme des animaux de compagnie - elles se comportent conformément à la façon dont elles sont traitées.

Il y a quelques années, j'ai acheté ce scooter avec une batte morte de 6 V; n'a commencé qu'avec un coup de pédale. Chauve-souris placée dans un chargeur contrôlé: 6V fois racine carrée 2, environ 8,5 V. C'était une charge 4AH, donc régulée (essayée) à 10%, donc 400mA; mais comme la chauve-souris était morte, a dû augmenter la tension jusqu'à 10 ou 12V (je ne me souviens pas vraiment) jusqu'à ce que ces 400mA puissent être atteints. À ce stade, a dû surveiller le liquide à l'intérieur des cellules et le courant de charge; presque toutes les 20 minutes environ, a dû diminuer la tension pour obtenir un courant de charge correct. Finalement, a atteint un point où pourrait avoir 400mA avec une tension de charge corredct (8,5 V) et toujours surveiller l'électrolite dans les cellules. Ensuite, laissez-le reposer pendant 14 heures. C'est devenu comme neuf. Je suppose qu'une tension excessive était nécessaire pour "casser" les mauvais sels des électrodes.