Brevet FR2193265A1 — publié le 19740215

La présente invention concerne un accumulateur en tandem permettant d'accrortre la fiabilité de fonctionnement d'un véhicule automobile0 L'un des impératifs les plus importants pour assurer la fiabilité du fonctionnement des véhicules est de dis poser d'un accumulateur de démarrage approprié. Au cours de la dernière décennie, la technique des accumulateurs a peu évolué, et l'on n'a vu apparattre que fort peu de nouveautés dans ce domaine. Dans l'état actuel de la technique, les véhicu les modernes rapides sont amenés à circuler dans des domaines très vastes et sont par conséquent exposés à des variations de température très importantes. A cet égard, le démarrage à froid des véhicules constitue un problème important. Plusieurs voies ont déjà été proposées : selon un procédé connu, l'huile, et avec celle-ci le moteur est pré chauffée par l'accumulateur du véhicule ou par un accumlllsteur particulier, afin de faciliter ainsi le démarrage du moteur Selon un autre procédé, on utilise deux accumulateurs indépen dants, l'un pour le démarrage et i'#iitra pour l'allunge. Ces deux procédés sont onéreux et, de plus, l'entretwQn des disposi tifs est compliqué. La présente invention a pour but d'améliorer la solution de ce problème en créant un type d'accumulateur acoroissant la fiabilité dlutilisation aux températures extr8- mes, cet accumulateur devant pouvoir être fabriqué en grande série en recourant à la technologie classique, sans que les frais de fabrication s'en trouvent notablement accrus par rap port aux accumulateurs connus dans la technique antérieure. De plus, cet accumulateur doit assurer une grande fiabilité des véhicules au démarrage, indépendamment des fortes fluctuations de température.Il s'agit donc de réaliser un accumulateur en tandem dont les cellules contiennent chacune un seul système constitué de deux unités d'accumulateur agencées dans un volume commun d'électrolyte (électrolyte constitué par exemple par un acide). Il faut donc que ces deux unités d'accumula teur soient aptes â fonctionner indépendamment l'une de l'autre. De plus, il faut que l'une des unités ne puisse pas agir sur l'autre, c'est-à-dire qu'en cas d'épuisement de l'une d'entre elles, l'autre ne soit pas elle aussi épuisée. En mtme temps, les deux unités doivent etre réalisées de façon à pouvoir être séparées ou associées par des moyens de couplage appropriés, en fonction des nécessaités du démarrage, de l'utilisation et de la charge. Selon la présente invention, ces résultats sont atteints par le fait que, dans chaque cellule de l'accumulateur selon l'invention, les-plaques appartenant aux deux systèmes sont disposées de façon classique dans un volume commun d'électrolyte (tel que de l'acide), par le fait qu'au lieu d'une plaque de séparation totale en deux volumes, c'est une plaque électriquement non inductrice qui sépare lesdites deux unités tout en permettant le passage de l'électrolyte commun. Cette disposition permet d'augmenter la résistance interne entre les deux unités. Ces deux systèmes peuvent être pourvus de bornes de sorties séparées. Les deux systèmes constituent alors des unités capables d'entre branchées sur des charges séparées, et par conséquent d'être utilisées séparément pour le démarrage et pour assurer un allumage fiable. Avec l'accumulateur selon l'invention, si lion tient compte de la résistance élevée entre les unités d'une même cellule, il apparaft que l'on peut alors négliger l'influence mutuelle entre les deux unités qui sont reliées à des charges qui leur sont propres. Comme on le sait, le courant qdun accumulateur peut débiter, et son aptitude au démarrage, dépendent de la gras deur des plaques, de leur nombre et de leur écartement mutuel, ainsi que de la valeur de la résistance interne. Lors du démarrage d'un véhicule, l'accumulateur de démarrage est le siège d'un courant intense provoquant une forte chute de tension, jusqu'a 20 - 40 46 de la tension aux bornes de l'accumulateur. L'accumulateur dont la tension est alors amoindrie n'est alors pas toujours en mesure d'assurer le fonctionnement du système d'allumage, de sorte que, dans la technique antérieure, les véhicules ne pouvaient parfois dartre mis en marche qu'avec difficulté, notamment par temps froid. Selon l'invention, une partie de la cellule comportant plusieurs plaques est séparée du reste à l'aide dlu- ne plaque isolante et l'unité résultant de cette séparation, comportant par exemple une plaque positive et une plaque négative, a ses propres bornes de sortie. Ainsi, la valeur de la résistance interne entre les deux unités est accrue de plusiRurs. fois (d'au moins cent foie3. Par suite, les dells uaités peuvent être reliées indépendamment l'une de l'autre à des charges différentes. L'unité ayant la plus grande capacité sera utilisée de préférence pour le démarrage du véhicule,tandis que celle de moindre capacité servira à l'activation du système d'allumage. Les deux unités d'accumulateur, lorsqu'elles ne sont pas reliées à des charges, ne peuvent pas réagir l'une sur l'autre, c'est-à-dire provoquer une autodécharge, puisque, pour ce qui est de la polarité, les plaques sont, d'une unité à l'autre, dans la situation habituelle : leurs tensions 'accordent. L'unité de moindre résistance interne de l'actu- tulateur tandem selon l'invention, unité réalisée en vue du démarrage, est, lors de son utilisation, le sièe-d'un courant intense qui peut atteindre le triple de la capacité d'accumulation du système. Grâce à la résistance interne accrue entre les deux unités, l'autre unité n'est pas en mesure de contribuer d'une façon non négligeable à ce courant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparartront à la lecture des exemples non limitatifs suivants décrits en se référant au dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente schématiquement une vue en plan d'un accumulateur en tandem selon l'invention ; et la figure 2 représente un schéma d'utilisation d'un accumulateur en tandem selon l'invention monté sur véhicule automobile. Sur la figure l,on a représenté à titre d'exemple une cellule d'accumulateur comportant au total quatre plaques positives en plomb et cinq plaques négatives en plomb, disposées selon l'agencement usuel. Bien entendu, on pourrait aussi ,dans le cadre de l'invention, construire des cellules d'accumulateur dont le nombre de plaques serait plus grand ou plus petit. La cellule d'accumulateur selon l'invention, représentée sur la figure 1, comporte un récipient 1 délimitant un volume commun 2 pour l'acide et, dans ce volume, des plaques positives et négatives en plomb 3 et 4 respectivement. Dans l'exemple représenté, il y a une plaque positive-et une plaque négative qui sont séparées des autres plaques par une couche isolante électrique 5. Cette dernière, qui est par exemple constituée par une plaque en matière plastique résistant à l'acide, n'empoche toutefois pas la circulation de l'électrolyte dans le volume commun. Le pôle positif et le pôle négatif des plaques "mises à part" sont reliées respectivement à des sorties P et PnG, respectivement,. tandis que les autres plaques de plomb positi ves et négatives 3 et 4 sont reliées en parallèle en groupements aboutissant à des sorties ou piles positifs et négatifs Ppi et Pnj . respectivement.Les indices G et J indiquent respecti vement que l'unité contenant deux plaques au total sert à l'al lumage, tandis que celle comportant quatre plaques positives et quatre plaques négatives sert au démarrage. La couche électro quement isolante 5 est introduite à la place de la couche poreu se habituelle laissant passer l'acide.Elle contribue à accrof- tre la résistance interne entre unité de démarrage B1 et unité d'allumage B2 La figure 2 représente un branchement possible de l'accumulateur en tandem selon l'invention pour véhicules au tomobiles.Afin de faciliter la compréhension de la figure,on a représenté de la mdme façon l'unité de démarrage B1,qui est cons tituée du branchement série de plusieurs cellules, et l'unité d'allumage B2 qui est également formée par le branchement série de plusieurs cellules.La couche isolante comprise entre ces deux unités (voir figure 1) est symbolisée sur la figure 2 par une ligne en trait interrompu à l'intérieur de l'accumulateur. Les références PPI s P ?pG et PnG ont la même signification que celles utilisées dans la figure 1* Pour la figure 2, on a admis que dans le véhicule automobile en question le pôle négatif de l'accumulateur était raccordé à la masse. En outre, la figure représente aussi l'interrupteur Gk allumage et de mise en marche , avec le raccordement 1m au démarreur ainsi qu'avec le raccordement à la dynamo de charge Td du véhicule, et le transformateur d'allumage Tr, 11interrupteur K et le condensateur O branché en dérivation de celui-ci.De plus, le circuit comporte un transistor T dont le circuit émetteur-collecteur est raccordé au circuit primai re du transformateur d'allumage Tr, et dont la base est re liée, par la résistance R, à celle des bornes de l'interrup teur Gk qui est reliée au circuit primaire du transformateur d'allumage Tr, Le point de raccordement de cette résistance est repéré par la référence 6.Une diode D est insérée, dans le sens non passant, entre le pôle positif PpG de l'unité B2 d'accumulateur servant à l'allumage et (par l'intermédiaire de l'interrupteur d'allumage Gk) le p8le positif p de l'unité de démarrage B1 A Lors de la mise en route du véhicule , les bornes I, IN, ICI du contacteur de mise en route Gk sont court-circuitées tandis que pendant la marche du véhicule les bornes I et Il sont reliées entre elles, la borne III restant alors "en l'air". Le transistor T assure le raccordement du transformateur d'allumage Tr. Lorsque l'interrupteur d'allumage est fermé, il assure, via la résistance R, la fourniture de la tension nécessaire à rendre passant le transistor T. Par suite, le transistor T s'ouvre, sa résistance interne décroît , et le circuit primaire du transformateur d'allumage Tr est parcouru par un courant. La diode D assume une double fonction a) elle assure la charge de l'unité B2 d'alimentation de 1' allumage b) elle devient non passante, et empêche la décharge de l'unité B2, lorsque la tension aux bornes de l'unité B1 servant au démarrage chute en présence d'une charge élevee due par. exemple à un démarrage. La figure 2 représente à titre d'exemple une solution dans laquelle le p8-le négatif de l'accuzulateur est raccordé à la masse du véhicule. Il va de soi qu'il n'y aurait pour un homme de l'art aucune difficulté à réaliser une transposition de cet agencement dans laquelle le pôle positif serait å la masse. Dans un tel cas, il suffirait tout simplement de modifier le branchement de la diode D et de changer le type du transistor T. Un avantage propre au branchement de l'accumulateur en tandem selon l'invention réside dans le fait que c'est de celle des unités de l'accumulateur qui a la tension la plus élevée que le transformateur d'allumage reçoit dans tous les cas sa tension d'alimentation, et cela indépendamment de la différence entre les niveaux des tensions aux bornes des deux unités de l'accumulateur. REVEND ICAT IONS 1. Accumulateur en tandem constitué d' UD6..~El plusieurs cellules contenant chacune des plaques positives et négatives, notamment au plomb, agencées de façon connue en soi, dans un volume commun d'un électrolyte tel qu'un acide, cet accumulateur en tandem étant caractérisé par le fait qu'une plaque isolante du point de vue électrique et imperméable à l'électrolyte est placée dans chaque cellule entre une première partie. constituée d'au moins une paire de plaques et une deuxième partie comportant les autres plaques de la cellule, par le fait que cette plaque isolante est disposée de telle façon que les volumes d'électrolyte des unités ainsi formées soient en contact mutuel sur au moins une partie de la périphérie de ladite plaque isolante, par le fait qu'au moins les plaques positives (ou négatives) relatives à deux parties différentes d'une même cellule sont reliées à des bornes de sortie séparées, cela avec groupement parallèle de celles des plaques d'une même partie d'une cellule qui ont mEme polarité et par le fait que les stipités d'accumulateur formées par lesdites premières parties sont branchées en série, tandis que les unités d'accumulateurs formées par lesdites deuxièmes parties sont elles aussi branchées en série. 2. Accumulateur selon la revendication 1, servant à l'allumage et au démarrage d'un véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'un circuit transistorisé d1ampli- ficateur de commutation à courant continu est raccorda auy. bornes de sortie d'un seul des deux groupements formés par le branchement série des unités correspondant aux parties d'un même numéro d'ordre.