Chargeur de batterie

Chargeur simpleEdit

Un chargeur simple fonctionne en fournissant une source de courant continu constant ou pulsé à une batterie en cours de charge. Un chargeur simple ne modifie généralement pas sa sortie en fonction du temps de charge ou de la charge de la batterie. Cette simplicité signifie qu’un chargeur simple est peu coûteux, mais il y a des compromis à faire. En général, un chargeur simple soigneusement conçu prend plus de temps pour charger une batterie parce qu’il est réglé pour utiliser un taux de charge plus faible (c’est-à-dire plus sûr). Malgré cela, de nombreuses batteries laissées trop longtemps sur un chargeur simple seront affaiblies ou détruites en raison d’une surcharge. Ces chargeurs varient également en ce qu’ils peuvent fournir soit une tension constante, soit un courant constant, à la batterie.

Les chargeurs de batterie simples alimentés en courant alternatif ont généralement un courant d’ondulation et une tension d’ondulation beaucoup plus élevés que les autres types de chargeurs de batterie parce qu’ils sont conçus et construits de façon peu coûteuse. En général, lorsque le courant d’ondulation est conforme au niveau recommandé par le fabricant d’une batterie, la tension d’ondulation est également conforme au niveau recommandé. Le courant d’ondulation maximum pour une batterie VRLA typique de 12 V 100 Ah est de 5 ampères. Tant que le courant d’ondulation n’est pas excessif (plus de 3 à 4 fois le niveau recommandé par le fabricant de la batterie), la durée de vie prévue d’une batterie VRLA chargée par ondulation se situera dans les 3 % de la durée de vie d’une batterie chargée en courant continu constant.

Chargeur rapideEdit

Les chargeurs rapides utilisent des circuits de contrôle pour charger rapidement les batteries sans endommager aucune des cellules de la batterie. Le circuit de contrôle peut être intégré dans la batterie (généralement pour chaque cellule) ou dans l’unité de charge externe, ou réparti entre les deux. La plupart de ces chargeurs sont équipés d’un ventilateur de refroidissement qui permet de maintenir la température des cellules à des niveaux sûrs. La plupart des chargeurs rapides sont également capables d’agir comme des chargeurs de nuit standard s’ils sont utilisés avec des cellules NiMH standard qui n’ont pas le circuit de contrôle spécial.

Chargeur à trois étagesEditer

Pour accélérer le temps de charge et fournir une charge continue, un chargeur intelligent tente de détecter l’état de charge et la condition de la batterie et applique un schéma de charge à 3 étapes. La description suivante suppose une batterie de traction plomb-acide scellée à 25 °C. La première étape est appelée « absorption de masse » ; le courant de charge est maintenu élevé et constant et est limité par la capacité du chargeur. Lorsque la tension de la batterie atteint sa tension de dégazage (2,22 volts par élément), le chargeur passe à la deuxième étape et la tension est maintenue constante (2,40 volts par élément). Le courant délivré diminuera à la tension maintenue, et lorsque le courant atteint moins de 0,005C, le chargeur entre dans sa troisième étape et la sortie du chargeur sera maintenue constante à 2,25 volts par cellule. Dans la troisième étape, le courant de charge est très petit 0,005C et à cette tension, la batterie peut être maintenue à pleine charge et compenser l’autodécharge.

Chargeur à inductionModifier

Les chargeurs de batterie par induction utilisent l’induction électromagnétique pour charger les batteries. Une station de charge envoie de l’énergie électromagnétique par couplage inductif à un dispositif électrique, qui stocke l’énergie dans les batteries. Ceci est réalisé sans avoir besoin de contacts métalliques entre le chargeur et la batterie. Les chargeurs de piles inductifs sont couramment utilisés dans les brosses à dents électriques et autres appareils utilisés dans les salles de bains. Comme il n’y a pas de contacts électriques ouverts, il n’y a pas de risque d’électrocution. De nos jours, il est utilisé pour charger les téléphones sans fil.

Chargeur intelligentEdit

Exemple de chargeur intelligent pour les piles AA et AAA

Un « chargeur intelligent » ne doit pas être confondu avec une « pile intelligente ». Une batterie intelligente est généralement définie comme une batterie contenant une sorte de dispositif électronique ou « puce » qui peut communiquer avec un chargeur intelligent sur les caractéristiques et l’état de la batterie. Une batterie intelligente nécessite généralement un chargeur intelligent avec lequel elle peut communiquer (voir Données sur les batteries intelligentes). Un chargeur intelligent est défini comme un chargeur qui peut répondre à l’état d’une batterie, et modifier ses actions de charge en conséquence.

Certains chargeurs intelligents sont conçus pour charger :

• des batteries « intelligentes » avec des circuits internes de protection ou de supervision ou de gestion.
• des batteries « muettes », qui ne disposent d’aucun circuit électronique interne.

Le courant de sortie d’un chargeur intelligent dépend de l’état de la batterie. Un chargeur intelligent peut surveiller la tension, la température ou le temps de charge de la batterie afin de déterminer le courant de charge optimal et de terminer la charge.

Pour les batteries Ni-Cd et NiMH, la tension aux bornes de la batterie augmente lentement pendant le processus de charge, jusqu’à ce que la batterie soit complètement chargée. Après cela, la tension diminue, ce qui indique à un chargeur intelligent que la batterie est entièrement chargée. De tels chargeurs sont souvent étiquetés comme un chargeur ΔV, « delta-V », ou parfois « delta peak », indiquant qu’ils surveillent le changement de tension.

Le problème est que l’ampleur du « delta-V » peut devenir très faible ou même inexistant si des batteries rechargeables de (très) haute capacité sont rechargées. Cela peut faire en sorte que même un chargeur de batterie intelligent ne détecte pas que les batteries sont en fait déjà complètement chargées, et qu’il continue à charger. Dans certains cas, il en résulte une surcharge des piles. Cependant, de nombreux chargeurs dits intelligents utilisent une combinaison de systèmes de coupure, qui sont destinés à empêcher la surcharge dans la grande majorité des cas.

Un chargeur intelligent typique charge rapidement une batterie jusqu’à environ 85% de sa capacité maximale en moins d’une heure, puis passe à la charge de maintien, qui prend plusieurs heures pour compléter la batterie à sa pleine capacité.

Chargeur alimenté par mouvementEdit

Lampe de poche à induction linéaire, chargée en la secouant le long de son axe long, ce qui provoque le glissement de l’aimant (visible à droite) dans une bobine de fil (au centre) pour générer de l’électricité

Plusieurs entreprises ont commencé à fabriquer des dispositifs qui chargent les batteries en fonction des mouvements humains. Un exemple, fabriqué par Tremont Electric, consiste en un aimant maintenu entre deux ressorts qui peut charger une batterie lorsque le dispositif est déplacé de haut en bas, comme lors de la marche. De tels produits n’ont pas encore atteint un succès commercial significatif.

Un chargeur alimenté par une pédale pour les téléphones portables, installé dans les bureaux a été créé par une société belge WeWatt, pour une installation dans les espaces publics, comme dans les aéroports, les gares et les universités ont été installés dans un certain nombre de pays sur plusieurs continents.

Chargeur d’impulsionModifié

Certains chargeurs utilisent la technologie des impulsions dans laquelle une série d’impulsions de tension ou de courant est fournie à la batterie. Les impulsions de courant continu ont un temps de montée, une largeur d’impulsion, un taux de répétition des impulsions (fréquence) et une amplitude strictement contrôlés. Cette technologie est censée fonctionner avec n’importe quelle taille, tension, capacité ou chimie de batteries, y compris les batteries automobiles et les batteries à régulation par soupape.

Avec la charge par impulsions, des tensions instantanées élevées peuvent être appliquées sans surchauffer la batterie. Dans une batterie plomb-acide, cela décompose les cristaux de sulfate de plomb, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de la batterie.

Plusieurs types de charge par impulsion sont brevetés. D’autres sont du matériel open source.

Certains chargeurs utilisent des impulsions pour vérifier l’état actuel de la batterie lorsque le chargeur est connecté pour la première fois, puis utilisent la charge à courant constant pendant la charge rapide, puis utilisent la charge par impulsions comme une sorte de charge de maintien de la charge.

Certains chargeurs utilisent la « charge par impulsions négatives », également appelée « charge réflexe » ou « charge par rotations ».De tels chargeurs utilisent à la fois des impulsions de courant positif et de brèves impulsions de courant négatif. Il n’y a pas de preuve significative, cependant, que la charge par impulsions négatives est plus efficace que la charge par impulsions ordinaires.

Chargeur solaireModifier

Chargeur solaire Varta modèle 57082 avec deux batteries rechargeables Ni-MH de 2100 mAh

Les chargeurs solaires convertissent l’énergie lumineuse en courant continu basse tension. Ils sont généralement portables, mais peuvent aussi être à montage fixe. Les chargeurs solaires à montage fixe sont également connus sous le nom de panneaux solaires. Les panneaux solaires sont souvent connectés au réseau électrique via des circuits de contrôle et d’interface, tandis que les chargeurs solaires portables sont utilisés hors réseau (c’est-à-dire dans les voitures, les bateaux ou les véhicules récréatifs).

Bien que les chargeurs solaires portables obtiennent de l’énergie uniquement du soleil, ils peuvent toujours (selon la technologie) être utilisés dans des applications à faible luminosité (c’est-à-dire nuageuses). Les chargeurs solaires portables sont souvent utilisés pour la recharge lente, bien que certains chargeurs solaires (selon la puissance), puissent recharger complètement les batteries. D’autres dispositifs peuvent exister, qui combinent cela avec d’autres sources d’énergie pour une efficacité de recharge supplémentaire.

Chargeur à minuterieEditer

La sortie d’un chargeur à minuterie se termine après un temps prédéterminé. Les chargeurs à minuterie étaient le type le plus courant pour les piles Ni-Cd à haute capacité à la fin des années 1990, par exemple (les piles Ni-Cd grand public à faible capacité étaient généralement chargées avec un simple chargeur).

Souvent, un chargeur à minuterie et un ensemble de piles pouvaient être achetés en lot et la durée du chargeur était réglée en fonction de ces piles. Si des batteries de faible capacité étaient chargées, elles seraient alors surchargées, et si des batteries de plus grande capacité étaient chargées, elles ne seraient que partiellement chargées. Avec la tendance de la technologie des batteries à augmenter la capacité d’année en année, un vieux chargeur à minuterie ne chargerait que partiellement les batteries plus récentes.

Les chargeurs à minuterie avaient également l’inconvénient de charger des batteries qui n’étaient pas complètement déchargées, même si ces batteries avaient la capacité correcte pour le chargeur à minuterie particulier, ce qui entraînait une surcharge.

Chargeur à tricoteuseModifié

Un chargeur d’entretien est généralement un chargeur de batterie à faible courant (généralement entre 5-1 500 mA) ou un chargeur qui a un mode de fonctionnement de charge d’entretien. Un chargeur de type trickle est généralement utilisé pour charger des batteries de petite capacité (2-30 Ah). Ces types de chargeurs de batterie sont également utilisés pour entretenir des batteries de plus grande capacité (> 30 Ah) que l’on trouve généralement sur les voitures, les bateaux, les véhicules de loisirs et autres véhicules connexes. Dans les applications plus importantes, le courant du chargeur de batterie n’est suffisant que pour fournir un courant d’entretien ou de maintien (le maintien est généralement la dernière étape de charge de la plupart des chargeurs de batterie). Selon la technologie du chargeur d’entretien, il peut rester connecté à la batterie indéfiniment. Certains chargeurs de batterie qui peuvent rester connectés à la batterie sans l’endommager sont également appelés chargeurs intelligents. Certains types de batteries ne sont pas adaptés à la charge d’entretien. Par exemple, la plupart des batteries Li-ion ne peuvent pas être chargées par trickle en toute sécurité, et les dommages causés peuvent être suffisants pour provoquer un incendie ou même une explosion.

Chargeur universel de batterie-analyseurEdit

Les types les plus sophistiqués sont utilisés dans des applications critiques (par exemple, les batteries militaires ou d’aviation). Ces systèmes de « charge intelligente » automatiques à usage intensif peuvent être programmés avec des cycles de charge complexes spécifiés par le fabricant de la batterie. Les meilleurs sont universels (c’est-à-dire qu’ils peuvent charger tous les types de batteries) et comprennent des fonctions automatiques de test de capacité et d’analyse également.

Chargeur basé sur USBModifier

Prise de courant australienne et néo-zélandaise avec prise chargeur USB

Puisque la spécification du bus série universel prévoit une alimentation électrique de cinq volts (avec une puissance maximale limitée), il est possible d’utiliser un câble USB pour connecter un dispositif à une alimentation électrique. Les produits basés sur cette approche comprennent des chargeurs pour téléphones cellulaires, des lecteurs audio numériques portables et des ordinateurs tablettes. Il peut s’agir de périphériques USB entièrement conformes adhérant à la discipline d’alimentation USB, ou non contrôlés à la manière des décorations USB.

Banque d’alimentationEdit

Banque d’alimentation USB à cellule unique

Banque d’alimentation avec affichage numérique de l’état de charge

Une banque d’alimentation est un dispositif portable qui peut fournir de l’énergie à partir de sa batterie intégrée via un port USB.

Les banques d’alimentation sont populaires pour recharger les petits appareils alimentés par batterie et dotés d’un port USB, tels que les téléphones mobiles et les tablettes, et peuvent servir d’alimentation pour divers accessoires alimentés par USB, tels que les lampes, les petits ventilateurs et les chargeurs externes de batterie d’appareil photo numérique. Ils se rechargent généralement avec un bloc d’alimentation USB. Le banc d’alimentation comprend un circuit de contrôle qui à la fois régule la charge de la batterie et convertit la tension de la batterie en 5,0 volts pour le port USB.

Certains bancs d’alimentation sont capables de fournir de l’énergie sans fil.

Certains bancs d’alimentation ont une fonction de charge par passage qui permet de fournir de l’énergie par leurs ports USB tout en étant eux-mêmes chargés simultanément.

Certaines banques d’alimentation plus grandes disposent d’un connecteur DC (ou connecteur baril) pour des demandes d’alimentation plus élevées telles que les ordinateurs portables.

Étuis de batterieEdit

Les étuis de batterie sont de petites banques d’alimentation fixées sur la face arrière d’un téléphone mobile comme un étui. L’alimentation peut être fournie par les ports de charge USB, ou sans fil.

Les étuis à batterie existent également sous la forme d’un accessoire de prise de caméra, comme c’était le cas pour le Nokia Lumia 1020.

Pour les téléphones mobiles avec un couvercle arrière amovible, des batteries étendues existent. Il s’agit de batteries internes plus grandes fixées avec un couvercle arrière dédié, plus spacieux, remplaçant celui par défaut. Un inconvénient est l’incompatibilité avec d’autres étuis de téléphone lorsqu’ils sont attachés.