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Couplage des batteries: coupleurs-séparateurs, relais, coupe-circuit...

Coupler les batteries porteur et cellule demande certaines précautions. Etudes des différentes solutions techniques, à base de coupe-circuit, relais, coupleurs-séparateurs...

Attention, nous ne traiterons pas dans cet article du montage de plusieurs batteries auxiliaire. Ceci est abordé ici: Monter plusieurs batteries de cellule dans le camping-car: solutions, schémas.

Dans les années 70, nombreux aménageurs amateurs de fourgon alimentaient les rares appareils électriques sur l'unique batterie, qui servait aussi au démarrage.Le cablage était simple, mais le risque était alors de décharger la batterie au point qu'elle ne permette plus de démarrer le moteur. De plus, elle n'aime pas être déchargée de plus de 20% de sa capacité.

C'est pourquoi on a dissocié les appareils type de la cellule (pompe, éclairage...) en leur donnant une batterie dédiée, dite auxiliaire, à décharge lente, supportant 80% de décharge, également rechargée par l'alternateur, la batterie du porteur devant être prioritaire à la charge.

Bien avant l'arrivée des panneaux photovoltaiques sur nos camping-car , la seule façon de charger la batterie auxiliaire du camping-cariste itinérant était de la charger avec l'alternateur du moteur.

Schéma de base: aucun couplage des batteries porteur et celluleEtudions ce premier schéma. On y voit une batterie porteur B0, chargée par l'alternateur, et une batterie cellule B1, chargée par un panneau solaire (facultatif).
Les Tableaux de bord porteur et cellule représentent tous les consommateurs respectifs.

Contraintes fonctionnelles


- Séparation des circuits de consommateurs (porteur d'un coté, cellule de l'autre);
- Partager les appareils de recharge: alternateur, chargeur secteur, panneau solaire...
- Limiter les transferts de courant d'une batterie dans l'autre.

Cette dernière contrainte, la moins évidente, ne doit pas être négligée. En couplant en parallèle 2 batteries, la moindre différence de potentiel (tension) va engendrer la circulation d'un courant entre les 2 batteries, avec une intensité que seule la résistance des batteries, faible, limitera.
Autrement dit, si une batterie est chargée et l'autre moins, un courant intense, plusieurs centaines d'ampères, va circuler dans les câbles, avec 2 conséquences:
- risque de chauffe des câbles,
- risque de chauffe des batteries, avec altération permanente.
"Une batterie bien chargée mise en parallèle sur une batterie à plat donne deux batteries à plat, le transfert d'énergie se fait avec des courants élevés et un très mauvais rendement."(http://www.voilelec.com/notes/ener_bat.php#para )

Abbréviations utilisées:
- CS: coupleur-séparateur,
- B0: batterie porteur ou moteur,
- B1: batterie cellule ou auxiliaire,
- B2: deuxième batterie cellule.
- PPV: panneau photovoltaique


Coupleur séparateur pour camping-car Scheiber

Le coupleur-séparateur moteur/cellule


Principe de fonctionnement


Cet appareil devrait plutot être appelé "coupleur automatique", car l'appellation coupleur-séparateur pourrait aussi bien désigner un coupe-circuit.

L'alternateur, quand le moteur tourne, fourni un courant qui recharge la batterie du porteur. Quand la tension aux bornes de celle-ci atteint 13,8 volts, ce qui signifie que la batterie est pleinement chargée, le coupleur automatique couple les 2 batteries, l'alternateur chargeant alors la batterie cellule B1. La batterie porteur B0 est toujours alimentée, mais comme sa charge est complète, l'essentiel de la charge est pour l'autre batterie.

Dès que la tension aux bornes la batterie du porteur B0 retombe sous 12,6 volts, le couplage cesse.

Avantages: complètement automatique;

Inconvénients: Cher, peu fiable dans le temps; on constate des pannes de la partie électronique d'analyse de la tension, soit une usure du ou des relais. Les coupleurs-séparateurs ne peuvent pas être réparés, leurs composants et relais étant noyés dans la résine.
D'autre part, se basant sur les tensions, le coupleur automatique laisse parfois les batteries couplées alors que le moteur est arrêté. Bref, on ne maitrise pas.

Les plaintes de batterie porteur ou cellule que l'on retrouve vides, ou mortes, au bout de quelques jours ne manquent pas sur le forum. L'électronique et ses automatismes c'est bien, mais ça augmente le risque de panne. Ici, la panne est fatale pour les batteries.

Sens de couplage

!avant l'arrivé des PPV, le couplage automatique ne se faisait que dans le sens B0 vers B1.
Sur les camping-car modernes, le CS est souvent intégré dans l'électrobloc, et assurer le couplage dans les 2 sens. C'est à dire qu'il couple aussi dans le sens B1 vers B0, permettant ainsi de charger la batterie du porteur par le panneau solaire. C'est bien, mais ça ajoute un risque de panne (relais collé, couplage permanent), pour un besoin quasi-nul.

Alternatives au coupleur électronique


Installation d un coupe-circuit rotatif à clef pour le couplage des batteries cellule et porteur du camping-car (ou bateau)Le coupe-batterie
Le coupe-batterie, ou coupe-circuit est tout simplement un gros interrupteur rotatif à clef que l'on actionne manuellement; Electricite Coupe-batterie 300 A Electricite Coupe-batterie 300 A Coupe-batterie unipolaire 300 Ampères, avec sa clef.<br />
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après avoir démarré le moteur, et avant de le couper.

Par rapport à un interrupteur classique, ses contacts sont adaptés pour de fort ampérages auxquels un interrupteur classique ne résisterait pas. A installer sur la planche de bord.

Avantages: solution simple, économique et efficace.

Inconvénients: le risque d'oubli, surtout en position Contact Fermé, fatal pour les batteries.

En savoir plus: Installer un coupe-batterie ou coupe-circuit

Le relais APC

couplage des batteries porteur et cellule de camping-car ou bateau: automatisation avec relais commandé par +apcEnlevons notre coupe-circuit et remplaçons-le par un simple relais cablé sur le + après-contact. Il connectera et déconnectera automatiquement les batteries à l'action sur la clef de contact. Simple, automatique et efficace.

Il présente cependant une lacune: quand on tourne la clef de contact, les batteries sont immédiatement couplées avant et pendant l'action sur le démarreur, et B1 n'aimera pas alimenter le démarreur.

Idéalement, le couplage ne doit intervenir qu'une fois le moteur lancé.


L'astuce est alors de mettre en série avec ce relais un bouton poussoir que l'on active une fois le moteur démarré.












Schéma de cablage de couplage de batteries porteur et cellule avec alimentation du réfrigérateur sur alternateur et voyant de controle.

Le coupleur semi-automatique

Le relais APC en auto-maintien.
Amélioration du précédent schéma, c'est un relais que l'on active par action manuelle sur un poussoir (automaintien).

On y a ajouté un voyant témoin de couplage, alimenté en même temps que 2 relais:
- le relai de couplage B0-B1;
- le relai d'alimentation du réfrigérateur. Dans le cas des réfrigérateurs à absorption, on profite des phase de roulage pour alimenter la résistance chauffante 12 volts sur l'alternateur. A ne pas faire moteur coupé, car cette résistance pompe entre 100 et 200 watts.

Le principe du relai d'auto-maintien: Alimenté en +APC (plus après contact), on l'active après avoir roulé quelques minutes, en appuyant sur le bouton poussoir. La bobine actionne alors un contact
qui vient alimenter la bobine.

Il se coupe automatiquement dès que l'on coupe le contact. Parfait !

On pourrait ajouter au bouton-poussoir ouvert au repos un autre bouton-poussoir fermé au repos, pour désactiver le couplage sans avoir à couper le contact. Mais pour quelle utilité ?

On pourrait aussi remplacer le bouton-poussoir et le relai d'automaintien par un interrupteur. Ca simplifierait le schéma, mais ça perdrait tout son intérêt: découpler automatiquement à l'arrêt.

Relais: de type 1 contact, ceux qui équipent nos automobiles. Peu couteux, très costauds. On veillera à ce que leur contacts soient dimensionnés correctement:
- 40 ampères mini pour le relai de couplage,
- 15 ampères mini pour le relai dfe frigo
- 2 ampères mini pour le relai d'automaintien.

Section des cables: l'alimentation des bobines de relais pourra se faire en petite section (0,75mm²).
Le cablage des contacts du relai de réfrigérateur se fera en grosse section. 4mm² ou d'avantage selon longueur des fils.
Le cablage des contacts du relai de couplage B0-B1 se fera en grosse section. 6mm² ou d'avantage selon longueur des fils. Lire Calcul de section des cables electriques

Fusibles: Lire Tutoriel électricité: les fusibles, types et dimensionnement. Rappelons que les fusibles sont fonction des sections de fils, et que ces sections sont fonction de la puissance des appareils cablés.

Avantages: Ce schéma de couplage est une solution éprouvée, qui ne présente que des avantages, mais est hélas rarement réalisée d'origine sur nos camping-car .
Elle est fiable (zéro électronique), simple, économique, ne comprend que des éléments peu couteux, faciles à trouver et à remplacer. Les dépannages pourront se faire facilement sur la route, chez un accessoiriste auto.
Elle est sûre. Au pire, on oublie d'appuyer sur le poussoir et B1 ne profitera pas de la charge de l'alternateur.

Défauts: il faut le faire soi-même.

Où trouver les fournitures ?

Je propose dans la boutique: fusibles, porte-fusibles, relais, bouton poussoir.

Et aussi un Mesure Voltmètre sur prise AC Mesure Voltmètre sur prise AC Voltmètre 12v (ou 24v) à brancher sur prise allume-cigare. <br />
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diamètre de prise: 20 mm<br />
Tension: 12 ou 24 volts (à préciser à la commande), qui permet de savoir quand la tension est suffisante (13,8v) pour lancer le couplage.

Le relais alternateur
Electricite Relais occasion Electricite Relais occasion Relais 12 volts 4 broches. <br />
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Petit relais de type automobile. Utile par exemple pour contourner le problème de l alimentation d une caméra de recul ou radar de recul dans les véhicules multiplexés, et bien d autres applications. <br />
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Attention, relais...Reprenant la même idée, mais cette fois le relais est excité par le signal de voyant de charge de l'alternateur, alimenté sur la borne D. Ce montage élimine le défaut précédent, puisque le couplage n'est effectif qu'une fois le moteur lancé. Cependant, il faut tenir compte de variantes selon les alternateurs, ainsi qu'une limite de courant de l'ordre de 0,5 à 1 A, un peu juste s'il faut alimenter plusieurs relais.

Notre boutique propose également un relais de 100 ampères, idéal pour remplacer ou compléter un coupleur ou un coupe-circuit.

Electricite Relais 100A Electricite Relais 100A Relais 12 volts 100 amperes. <br />
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Gros relais de puissance. Neuf. <br />
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Commentaire


D'après le principe énoncé ci-dessus, on constate que les batteries ne sont couplées que lors du fonctionnement de l'alternateur. Ceci doit limiter les transferts violents de courant, dans les cables et surtout dans les batteries.

D'ailleurs, pour la même raison, il est recommandé lorsque l'on veut faire démarrer un véhicule à l'aide de cables branchés sur la batterie d'un 2ème véhicule, de faire tourner le moteur de celui-ci.

D'autre part, on observera qu'après la charge, le temps que la tension descende vers 12,6 v, les 2 batteries restent couplées, les consommations électriques de la cellule se faisant alors sur les 2 batteries.

La solution du coupleur-séparateur, simple, semble fiable.

Il est cependant recommandé de choisir une batterie de cellule dont la capacité est proche de celle du porteur, avec un écart maxi de 20%. Le type des batteries pouvant différer.

Le coupleur-séparateur 3ème batterie


Pour augmenter l'autonomie électrique en cellule, on peut additionner les capacités de plusieurs batteries de cellule.
Le couplage le plus simple serait alors de raccorder en parallèle les 2 batteries de cellule. Cependant, on se heurterait à plusieurs contraintes:
- les 2 batteries devraient être strictement identiques (technologie, capacités, age, si possible marque et modèle)
- les chargeurs devraient supporter de charger les 2 batteries simultanément sans voir sa tension de charge s'écrouler.

On utilise alors un coupleur-séparateur spécial "3ème batterie".

Principe de fonctionnement


Quand la tension aux bornes de la 2ème batterie (ou batterie auxiliaire B1) dépasse 13,6 volts, le CS couple les 2 batteries, permettant alors la charge de la batterie B2;
A l'utilisation, quand la tension aux bornes des batteries auxiliaires chute en dessous de 11,4 volts, la 2ème batterie auxiliaire B2 est alors isolée, tant pour la charge que pour l'utilisation.

Commentaire


Ce principe est moyennement satisfaisant. La charge de la B1 étant prioritaire sur B2, en supposant que les apports quotidiens maintiennent B1 en charge partielle, sans atteindre 13,6v, B2 peut rester longtemps "oubliée", ce qui lui est nuisible car déchargée.
De plus, quand l'accouplement se fera, ce sera avec une différence de potentiel maximale 13,6v / 11,3 v.
Les 2 batteries B1 et B2 ne sont pas utilisée pareillement, donc elles ne vieilliront pas pareillement.

Foire aux questions


Peut-on utiliser une batterie de démarrage pour la cellule ?


Cela fait souvent l'occasion de long débats dans les forums.

Les caractéristiques des batteries de démarrage sont :
- supportent mal les décharges profondes (supérieures à 50 %),
- acceptent bien les très forts appels de courant (500 Ampères, pour le démarreur)

Les caractéristiques des batteries à décharge profonde, ou lente, sont inverses :
- supportent bien les décharges profondes (jusqu'à 80 %),
- acceptent mal les très forts appels de courant.
Bref, à chacune son usage. Cependant, compte-tenu de l'écart de prix important, on peut utiliser une batterie de démarrage dans la cellule, en acceptant une durée de vie qui sera moindre.
Il faudra alors veiller:
- à une surveillance soigneuse de la tension à vide, en la maintenant au dessus de 12,2 volts;
- à un entretien régulier, en surveillance les niveaux d'électrolyte.

Peut-on remplacer la batterie du porteur par une plus puissante ?


Pour respecter la limité d'écart de 20%, on peut être tenté de mettre une batterie de porteur de plus forte capacité. Cependant, il faut tenir compte des limites de l'alternateur, et de la place dans le compartiment.
L'autre solution est d'installer une 2eme batterie de cellule avec un CS spécial.

Liens:
* latortuedefelix.fr
* www.f1lzr.fr
*


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Créé le 19-02-2016 à 15h10.
Modifié le 25-01-2017 à 12h21.

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