Le système de charge 12V de la Volt.

Il est intéressant de savoir comment le système de recharge de la batterie 12Volts de la Volt fonctionne.  D’abord, comment fonctionne le système de recharge de batterie sur une voiture conventionnelle?  avec un voltage constant.  On présente à la batterie une tension constante de 13.8 Volts, et on espère que le tout va bien aller.  Cependant, la batterie acide-plomb de 12Volt a une tension de 12.8 Volts quand elle est à pleine charge.  Qu’est-ce qui lui arrive quand on lui présente 13.8Volts?  Elle finit par se surcharger, surtout si vous faites beaucoup de longs trajets.  Beaucoup de batteries vont avoir leur électrolyte (l’acide) qui va s’électrolyser (l’eau se sépare en oxygène et hydrogène et son niveau diminue donc).  Résultat?  la batterie s’asèche et doit alors être remplacée, en général entre 3 et 7 ans.  Sur ces “vieux” systèmes de charge, on peut étirer la durée de vie des batteries avec entretien (On les reconnait par leurs bouchons ou leur plaques amovibles) en ajoutant de l’eau DISTILLÉE (pas celle du robinet) vendue dans les Canadian Tire et les pharmacies, pour remplacer l’eau qui est partie en gaz.
Maintenant, avec la technologie, qu’est-il devenu du système de recharge des batteries au plomb?  La Volt n’a pas d’alternateur.  Ouvrez le capot et regardez!  pas d’alternateur, pas de courroie de caoutchouc qui s’use à remplacer.  En fait, il n’y a même pas de démarreur.  (Le moteur à essence est démarré par le moteur électrique B).  Un nouveau concept a été mis en place: le APM (Auxiliary Power Module) qui remplace l’alternateur traditionnel.  Le APM est un générateur DC/DC avec un micro-ordinateur auquel on a donné un niveau d’intelligence plus élevé pour la gestion de la recharge.  L’APM utilise la tension de la batterie principale de 360Volts pour créer une tension variant de 12.6 à 15.5 Volts, servant à alimenter la batterie 12V.  Quand on met la Volt à ON, l’APM est alors activé et se mets à alimenter la batterie avec une tension plus élevée au départ – pour compenser les pertes électriques qui ont eu lieu pendant la période où la Volt était à OFF.  (OnStar, le TMS – Thermal Management System de la batterie 360V, l’utilisation des accessoires, de la radio, etc.)  L’APM est en parallèle avec la batterie et fournit donc avec celle-ci toute l’alimentation requise sur le bus 12V.  Après quelques minutes, la tension de 15V de départ est réduite et l’APM garde la tension sur le bus 12V aux alentours de 12.6Volts.  Sur le fil négatif de la batterie, il y a une sonde de courant à induction (à effet de Hall), qui mesure la quantité de courant qui entre et sort de la batterie.  Cette mesure est transmise au Body Control Module (BCM) qui applique l’algorithme de RVC Regulated Voltage Control, qui ne charge plus la batterie 12V en mode voltage constant, mais plutôt selon la demande électrique des accessoires, le niveau de charge de la batterie et la température (Une batterie froide fournit moins de courant et de voltage qu’une batterie chaude.  Il faut donc lui envoyer plus de voltage quand elle est froide pour compenser.)
La figure suivante montre les variations de tensions de cet algorithme de recharge:
 

On peut voir que le système applique un taux de recharge plus rapide lors de la mise à ON et diminue ce taux par la suite.  Que se passe-t’il quand la Volt est à OFF?  le système de recharge provenant de l’APM est alors inopérant, et la batterie 12V peut se décharger par les accessoires qui la draine.
Quand la Volt est à OFF et prisée?  Il y a deux réponses!  1) Quand elle est en charge, (lumière verte allumée solide), un petit chargeur alimente directement la batterie 12V avec une tension fixe de 13.3Volts.
2) Mais, quand la charge se termine, (lumière verte clignote), alors le petit chargeur devient inopérant.  Si la batterie se draine, elle ne va pas se recharger, même avec la Volt branchée.
Que se passe-t’il avec la batterie 12V déchargée?  La Volt est indémarrable.  L’APM utilise l’énergie de la batterie 360V, mais il faut avoir du 12V pour activer les relais qui connectent alors la batterie 360V au reste de la Volt: pas de 12V, pas de relais, pas d’alimentation 360V. Si les relais ne sont pas activés, l’APM va rester éteint.   Pour se dépanner, il faut alors ouvrir le capot et brancher un chargeur 12V sur les pôles négatifs et positifs fournis, pour ramener une charge ou booster la batterie 12V.  Note: le pôle positif est caché sous un petit couvercle de plastique noir, qu’il faut ouvrir.  Sous le couvercle, il ressemble à une vis.  Notez que vous ne pouvez ouvrir le hatchback quand il n’y a pas de 12 Volts…  Il y a une procédure à suivre, avec un tournevis qu’on tourne, derrière le siège arrière gauche, on peut arriver à faire ouvrir le hayon manuellement.  Le hayon ouvert, on peut alors booster la batterie 12V.
Que se passe t’il quand la batterie 12V est à faible voltage?  La Volt va avoir un gros paquet de codes d’erreurs qui vont se produire (Le check engine allume), avec le système de cellulaire/OnStar qui va mal fonctionner, ainsi que le radio et la navigation.  Quand vous rencontrez une situation avec plusieurs malfonctions simultanées, voyez les connections autour de la batterie 12V, et son niveau de charge, c’est souvent là le problème!
Autre chose intéressante à savoir: la batterie 12V de la Volt est une batterie au plomb de 65Ah à technologie avancée, soit au AGM (Absorbent Glass Mat) c’est un tissu de fibre de verre, qui contient l’électrolyte en gel, qui est pressé entre les plaques de plomb.  Ceci amène une densité d’énergie plus élevée, diminue les effets de sulfatation, et empêche la densification d’acide au bas des cellules.  Des valves à surpression laissent échapper les gaz obtenus par électrolyse si il y avait surcharge (Comme sur un véhicule conventionnel avec régulateur de tension à 13.8V).  Ce type de construction de batterie permet de tripler le nombre de cycles de charge et décharge par rapport à une batterie conventionnelle.
Le tableau suivant donne le voltage versus le niveau de charge à deux températures données.  Ce tableau est précis à 10% quand la batterie a été gardée à une température stable pendant 12heures.

Battery Voltage	% Charge at 0°C (32°F)	% Charge at 25°C (75°F)
12.75 V	100%	100%
12.7 V	100%	90%
12.6 V	90%	75%
12.45 V	75%	65%
12.2 V	65%	45%
12.0 V	40%	20%

Pour ceux qui aiment la technique plus poussée, je vous copie plus bas un extrait du manuel de service de la Volt qui décrit le comportement du système de charge et des niveaux de diagnostic!  Comme vous pouvez le voir, dans la Volt, le niveau d’excellence d’ingénierie est élevé!

Battery Current Sensor

The battery current sensor is a serviceable component that is connected to the negative battery cable at the battery. The battery current sensor is a 3 wire hall effect current sensor. The battery current sensor monitors the battery current. It directly inputs to the BCM. It creates a 5 V pulse width modulation (PWM) signal of 128 Hz with a duty cycle of 0-100%. Normal duty cycle is between 5-95%. Between 0-5% and 95-100% are for diagnostic purposes.

Engine Control Module (ECM)

The ECM receives control decisions based on messages from the BCM.

Instrument Panel Cluster

The instrument panel cluster provides a means of customer notification in case of a failure and a voltmeter. There are 2 means of notification, a charge indicator and a driver information centre message of SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM.

Charging System Operation

The purpose of the charging system is to maintain the battery charge and vehicle loads. There are 6 modes of operation and they include:

Battery Sulphation Mode

Battery sulfation mode is used to help maintain the battery life. The charging system will enter a battery sulfation mode which tries to increase the vehicle charging when the charging system voltage is less than 13.2 V for about 30 minutes. Once in this mode, the BCM will set a targeted output voltage between 13.9-15.5 V for about 5 minutes. Following this 5 minutes, the BCM will then determine which mode to enter depending on the system voltage requirements.

Normal Mode

The BCM will enter Normal Mode whenever one of the following conditions are met:

When any one of these conditions is met, the system will set targeted generator output voltage to a charging voltage between 13.9-15.5 V, depending on the battery state of charge and estimated battery temperature.

Fuel Economy Mode

The BCM will enter Fuel Economy Mode when the ambient air temperature is at least 0°C (32°F) but less than or equal to 80°C (176°F), the calculated battery current is greater than -8 A but less than 5 A, and the battery state of charge is greater than or equal to 85%. Its targeted accessory power module set point voltage is the open circuit voltage of the battery and can be between 12.6-13.2 V. The BCM will exit this mode and enter Normal Mode when any of the conditions described above are present.

Headlamp Mode

The BCM will enter Headlamp Mode whenever the main or dipped beam headlamps are ON. Voltage will be regulated between 13.9-14.5 V.

Voltage Reduction Mode

The BCM will enter Voltage Reduction Mode when the calculated battery temperature is above 0°C (32°F) and the calculated battery current is greater than -7 A but less than 1 A. Its targeted accessory power module set point voltage is 12.9-13.2 V. The BCM will exit this mode once the criteria are met for Normal Mode.

Plant Assembly Mode

The BCM will increase charging voltage for the first 500 mi of operation in an effort to ensure that the 12 V battery is fully charged when the vehicle is delivered to the customer.

Instrument Panel Cluster Operation

Charge Indicator Operation

The instrument panel cluster illuminates the charge indicator and displays a charging system warning message in the driver information centre when the one or more of the following occurs:

•	The instrument panel cluster performs the displays test at the start of each Vehicle ON cycle. The indicator illuminates for approximately 3 s.