Régulation d'alternateur : fonctions, diagnostic, conseils et astuces pour l'atelier

Le régulateur d'alternateur veille à ce que la tension générée par l'alternateur soit maintenue à un niveau optimal dans le réseau de bord. Une charge correcte de la batterie est ainsi garantie en fonction du type de batterie embarqué dans le véhicule, d'où l'assurance de disposer d'une alimentation en tension stable dans le réseau de bord. Cela permet d'éviter aussi bien une surcharge de la batterie que l'endommagement des calculateurs dus à une surtension. 

L'histoire de la régulation d'alternateur dans les véhicules automobiles remonte aux tout débuts de l'industrie automobile lorsque de simples régulateurs mécaniques étaient utilisés pour stabiliser la tension. Les régulateurs mécaniques ne sont plus utilisés dans la production en série, mais ils sont toujours disponibles en tant que pièces de rechange. Avec la multiplication des composants électroniques embarqués dans les véhicules, les régulateurs mécaniques ont été remplacés par des régulateurs électroniques avancés qui permettent une plus grande précision de commande. 

Quelques avantages des régulateurs électroniques : 

• des temps de commutation courts permettent de faibles tolérances de régulation. 
• Les régulateurs électroniques ne nécessitent pas d'entretien. 
• Ils peuvent être utilisés dans différents types d'alternateur, les régulateurs électroniques avancés étant conçus pour des courants de commutation élevés. 
• Les régulateurs électroniques sont insensibles aux chocs, aux vibrations ainsi qu'aux impacts climatiques. Ils sont donc très fiables, même dans des conditions extrêmes. 
• Leur faible encombrement permet de les monter directement sur un alternateur. 

Les régulateurs électroniques peuvent être divisés en deux types de construction : technique hybride et technique monolithique. 

Selon l'espace, différents régulateurs d'alternateur peuvent être montés dans le véhicule. Sur les véhicules plus anciens ou sur les engins de chantier dont l'accès est limité, le régulateur est souvent monté séparément, ce qui facilite la maintenance et évite les surchauffes. 

Sur les véhicules modernes, l'espace disponible joue un rôle décisif. C'est pourquoi on utilise souvent des régulateurs placés directement dans ou sur le carter d'alternateur afin de gagner de la place et de maximiser l'efficacité. 

Dans le système de charge moderne des voitures particulières, le régulateur d'alternateur joue un rôle central. L'utilisation de régulateurs avancés, comme le régulateur multifonction, permet de piloter la gestion d'énergie dans le réseau de bord de manière plus efficace et plus précise. Le régulateur multifonction contribue à améliorer l'efficacité et la fiabilité du véhicule grâce à ses capacités de surveillance de la batterie, de coupure du courant de repos, de gestion de la charge, de diagnostic des défauts et d'assistance de gestion moteur. 

Les régulateurs disposant d'une interface de bus de données LIN pour la communication constituent une évolution. L'intégration dans les systèmes de bus de données permet une régulation de charge encore plus précise. 

Le bus LIN (Local Interconnect Network) est un système de communication sériel spécialement conçu pour l'industrie automobile. Il permet une communication économique et fiable entre les différents calculateurs électroniques et les capteurs embarqués dans le véhicule. 

Le régulateur peut communiquer et échanger des données avec d'autres calculateurs et systèmes du véhicule. À l'aide de valeurs de capteur des plus diverses, comme celles du capteur de batterie intelligent (IBS), le calculateur hiérarchiquement supérieur peut adapter de manière optimale la régulation de la charge aux différents états de fonctionnement. 

Le capteur de batterie intelligent est directement fixé sur la borne du pôle négatif de la batterie du réseau de bord. Il utilise également le bus LIN pour la communication et collecte en permanence des informations sur l'état actuel de la batterie. L'IBS mesure la tension de la batterie, le courant délivré et la température de la batterie. Ces données permettent de déterminer l'état de charge actuel (State of Charge SoC) et l'état de santé de la batterie (State of Health SoH). Cela permet de charger au mieux la batterie du réseau de bord. 

Par exemple, la tension de charge peut être adaptée à la température environnante, si nécessaire. À basse température, elle est augmentée afin de charger la batterie de manière optimale. À haute température, elle est abaissée afin d'éviter une surcharge de la batterie du réseau de bord. 

De plus, l'alternateur peut être complètement désactivé en phase d'accélération de sorte qu'une grande partie de l'énergie du moteur est utilisée pour l'accélération. Cela réduit la consommation de carburant et permet au conducteur de disposer de plus de puissance moteur, par exemple pour effectuer un dépassement. 

En mode poussée, l'alimentation en carburant est interrompue par le calculateur moteur, ce que l'on appelle la coupure de l'alimentation en carburant en poussée. Cela permet de ne pas consommer de carburant. Si l'état de charge de la batterie le permet, la puissance de l'alternateur peut être augmentée au maximum durant cette phase. L'énergie cinétique du véhicule est alors convertie en énergie électrique, ce qui permet de charger la batterie sans consommer de carburant supplémentaire. 

Dans cet état de fonctionnement, un couple de freinage agit sur le vilebrequin via l'entraînement par courroie en raison de la puissance accrue de l'alternateur. Pour éviter que la sollicitation mécanique n'endommage l'entraînement par courroie durant cette phase, une poulie à roue libre est montée sur l'alternateur. Cette poulie roue libre d'alternateur réduit la charge sur les composants de l'entraînement par courroie en découplant l'alternateur. 

Le diagnostic et la recherche des défauts sont également simplifiés grâce à la connexion LIN du régulateur d'alternateur. Les défauts sont détectés de manière autonome par le régulateur et enregistrés dans le calculateur moteur. Les codes défaut enregistrés peuvent être lus et analysés directement, ce qui permet d'identifier et de corriger plus rapidement les défauts dans le travail quotidien de l'atelier. 

Les symptômes de diodes défectueuses dans l'alternateur peuvent être un témoin de charge allumé, une atténuation de l'intensité lumineuse des projecteurs, des problèmes de démarrage dus à une batterie du réseau de bord déchargée ainsi qu'une batterie déchargée en raison de l'apparition de courants de repos. 

Des diodes défectueuses peuvent résulter d'une augmentation de la résistance entre la borne positive de la batterie sur l'alternateur et le pôle positif de la batterie. Cette résistance élevée peut être due à la mauvaise fixation d'un assemblage vissé ou à la corrosion des connexions électriques. Cela entraîne une augmentation du flux de courant dans les diodes, ce qui signifie leur surchauffe conduisant finalement à la panne de l'alternateur. 

Un effet similaire peut se produire si la batterie est défectueuse et que l'alternateur charge la batterie à sa puissance maximale en raison du défaut. Cela peut entraîner une surchauffe de l'alternateur, ce qui peut endommager les diodes ainsi que les enroulements et les connexions à l'intérieur de l'alternateur. 

L'interversion des connexions électriques de l'alternateur peut également entraîner un défaut des diodes. Le débranchement de la batterie lorsque le moteur tourne ou en marche en mode aide au démarrage peuvent également conduire à la panne. 

Il convient de tenir compte du type de batterie monté sur le véhicule. Selon les constructeurs, les systèmes de charge de voiture dits intelligents évitent souvent de charger à fond la batterie du réseau de bord, notamment afin de pouvoir stocker l'énergie issue de la récupération (récupération d'énergie). C'est pourquoi la tension de charge de l'alternateur est souvent plus faible dans ces systèmes, cela afin de permettre une meilleure absorption de la charge par la batterie. Dans ce cas, le remplacement de la batterie du réseau de bord doit être effectué à l'aide d'un appareil de diagnostic approprié. Si le remplacement de la batterie n'est pas enregistré, il se peut que la nouvelle batterie ne soit jamais chargée à fond. 

La pose d'un autre type de batterie ne doit se faire qu'en respectant les consignes du fabricant. Par exemple, dans les systèmes de charge tels que le système Smart Charge à batterie argent-calcium, des tensions de charge de 14,8 V, voire plus par moments, peuvent apparaître. Ces tensions de charge élevées ne sont pas adaptées aux batteries plomb-acide standard et peuvent endommager ou détruire la batterie. Dans le pire des cas, la batterie peut libérer du gaz, ce qui augmente le risque d'explosion.