les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

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sebg61
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les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par sebg61 »

Salut,

suite aux discussions de ses derniers jours, il m'est venu à l'idée de présenter une petite synthèse sur les coupleurs-séparateurs.

En général, lorsque l’on parle de « coupleur », on a en tête un système permettant de recharger une batterie cellule en la reliant sur la batterie moteur, grâce au courant fournit par l’alternateur. Mais ce n’est pas toujours le cas, c’est ce que je vais vous présenter par la suite.

Sur internet les dénominations de coupleurs sont nombreuses « coupleur- séparateur – chargeur - répartiteur – à diodes – à transistor etc ... »
Mais qu’est-ce que c’est que tout ça ??

Dans cette valse de définitions techniques, il convient d'en expliquer les différentes caractéristiques.

1) Le classique coupleur-séparateur « à diodes »

Ce type de coupleur utilise un relais pour coupler les batteries. Le fonctionnement reste assez simple : dès que la batterie moteur atteint 13,5V le relais est commandé. Dès que la tension moteur retombe à 12,7V le relais se coupe. Normalement, lorsque le relais se coupe, les deux batteries sont à la même tension, il n’y a donc pas à priori de problème particulier. Mais lorsque le relais est commandé, les deux tensions ne sont pas à la même valeur. Il s’en suit un échange brutal d'intensité de la batterie moteur vers la batterie cellule. Cela use prématurément les deux batteries.

De plus, comme les contacts des relais s’usent, cela implique un problème de fiabilité :
> soit le relais ne colle plus : on se retrouve avec une batterie cellule complètement déchargée,
> soit le relais reste collé : la batterie moteur peut alors complètement se décharger. C’est souvent au réveil que l’on a la mauvaise surprise. Et dans ce cas là, si on réussi à remettre le moteur en route, alors on risque de mettre à genoux l’alternateur qui n’est pas suffisamment dimensionner pour recharger 2 batteries bien déchargées en même temps (toujours avec le relais collé).

Concernant la capacité de la batterie cellule, elle doit être proche de la batterie moteur (en tout cas pas plus de 10% à 20 % d’écart) afin d’équilibrer le montage et de ne pas surcharger l’alternateur.

Certains modèle possèdent plusieurs sorties. Dans ce cas il faudra tenir compte de la capacité moteur pour dimensionner les autres (exemple avec un coupleur à 3 sorties : batterie moteur = 120Ah alors les 3 batteries cellules seront de 40Ah chacune)

On distingue facilement ces coupleurs séparateurs à diodes des autres « coupleurs » car ils ne possèdent pas de dissipateur thermique. Ils sont relativement petits et léger. Pourquoi n’ont t’il pas de dissipateur thermique ? Parce qu’ils ne chauffent presque pas … en fait, c’est le relais qui prend tout dans les dents en 10 secondes lors de la phase d’équilibrage de tension d’une batterie à l’autre. Le reste du temps, il se comporte comme un simple fil de forte section.

Pour éviter le retour de courant de la batterie cellule vers la batterie moteur une diode classique est utilisée. Malheureusement quand celle-ci conduit, elle impose à ses bornes une tension de 0,6V et la tension de l’alternateur qui va recharger la batterie cellule en est réduite d’autant. Du coup, la batterie cellule ne pourra être rechargé à 100%. Pourquoi ? Parce qu’en général, l’alternateur est calibré à 13,9 ou 14V : c’est la tension idéale de recharge d’une batterie au plomb dans la phase de charge brute. Si on enlève 0,6V la tension de recharge n’est plus adaptée.

avantage: pas cher (entre 40 et 80€) peu d’électronique
inconvénients : non fiable (durée de vie limité), ne permet pas de recharger à 100 % (chute de tension). Recharge uniquement des batteries de type « démarrage » (moteur), risque de décharger la batterie moteur en cas de défaillance. Capacité de batterie cellule limitée de 10 à 20% par rapport à la batterie moteur.

Exemple de modèles:

VICTRON Cyrix-i 12/24V-120A ici
coupleur_relais2.jpg
coupleur_relais2.jpg (8.98 Kio) Vu 25344 fois


Coupleur séparateur 40A 110Ah 12v SCHEIBER Ref. 38.14700.00 ici
coupleur_relais3.jpg
coupleur_relais3.jpg (10.07 Kio) Vu 25344 fois

autre déclinaison de coupleurs-séparateurs : avec modification de l'excitation de l'alternateur (compensation)
Une broche du coupleur est à relier à l'alternateur (D+) afin de compenser la perte des 0,6V des diodes (l’alternateur débitera 14,5V au lien de 13,9V)

Avantage : permet de recharger à 100%
inconvénient : toujours les mêmes inconvénient du relais ! Recharge uniquement des batteries de type « démarrage » (moteur), risque de décharger la batterie moteur en cas de défaillance. Capacité de batterie cellule limitée de 10 à 20% par rapport à la batterie moteur. Modification du câblage existant.

Toujours dans le principe du couplage des batteries en fonction du seuil de tension de la batterie moteur, il existe aujourd'hui quelques petites variantes :

Il est vendu aujourd'hui des coupleurs-séparateurs sans perte de tension. Il n'y a pas besoin de modifier l'excitation de l'alternateur pour augmenter sa tension. Ils utilisent des transistors à faible tension de conduction et dont je vais parler un peu plus bas. L'idée peut paraître séduisante en ce qui concerne la chute de tension, mais le problème du relais reste entier... Voir ici. (environ 100€ pour 100A)

=> Je ne conseil pas ce type de coupleur pour une installation fiable. Si vous voulez quand même utiliser ce genre de coupleur, respectez bien la capacité de batterie cellule (pour l'alternateur) et sur-dimensionnez l’ampérage du coupleur ( pour ne pas carboniser les contacts du relais). Vous devrez avoir en tête que vos batteries cellules vont vieillir assez vite, et + elles seront déchargées + elles vont s'user rapidement.

Et aussi des "nouveaux" coupleurs-séparateurs dont l'intensité de charge est régulée et limitée. Certain modèles proposent une limitation à 10 ou 30A, avec la possibilité d'un retour de courant limité à 6A de la batterie cellule vers la batterie moteur en cas de faiblesse momentanée de la batterie moteur. La limitation en courant permet de brancher des batteries auxiliaires de forte capacité sans tenir compte de la capacité de la batterie moteur. C'est une bonne évolution des coupleurs-séparateurs classiques. voir ici Le prix est aux alentours de 180€.

=> je ne connais pas ce genre de coupleur mais l'idée (la limitation de courant) est séduisante.


2) Puis viennent les coupleurs-séparateurs « répartiteur »

Se ne sont plus à proprement parler des coupleurs, même si dans l’esprit ils ont une fonction similaire (recharger une batterie cellule avec l’alternateur). Souvent, par abus de langage, certains les appellent quand même des « coupleurs ». J’ai volontairement fais une erreur dans la désignation « coupleur répartiteur » Cela n’existe pas, c’est soit un coupleur, soir un répartiteur.

Se sont en fait des répartiteurs de charge, sans relais, qui relient les batteries à l’alternateur par l’intermédiaire de diodes ou de transistor (et non plus d’une batterie sur l’autre). Les séparateurs créent une division du circuit de charge. Il n’y a plus de commutations de relais liées aux seuil de déclenchement comme pour les coupleurs, ici l’intensité de charge varie en fonction de la tension de la ligne (un ligne batterie moteur et une ligne batterie cellule). La charge peut être priorisée pour la batterie la moins chargée. Quand le moteur s’arrête, la tension de l’alternateur baisse et les batteries sont naturellement déconnectées en « douceur » . Dans tous les cas les batteries sont isolées l’une de l’autre.

Il n’y a plus d’obligation d’équilibrer le montage comme dans un coupleur classique. Les capacités des batteries moteur et cellule peuvent être différentes. Seul compte l’intensité utilisable par l’alternateur pour dimensionner la batterie cellule.

En plus de cette différence de principe, la différence entre un coupleur-séparateur et un répartiteur se situe aussi dans le câblage.

Deux petits schémas :
coupleur_implantation1.gif
coupleur_implantation1.gif (3.31 Kio) Vu 25344 fois
coupleur_implantation2.gif
coupleur_implantation2.gif (3.13 Kio) Vu 25344 fois
Il en existe à « diodes Schottky »

Ces répartiteurs utilisent des diodes Schottky pour faire la division des lignes de charge. Ces diodes ont l’avantage d’avoir une faible tension de conduction (environ 0,3V) On en trouve avec ou sans compensation de cette perte de tension (excitation de l’alternateur). Ces répartiteurs sont reconnaissables à leur dissipateur thermique. C’est l’intensité à faire circuler qui dimensionner la taille du dissipateur thermique.

avantage: pas cher (comptez 50€ pour un 2x70 Ampères), fiables, existent avec compensation de tension (recharge à 100%)
inconvénients : chaleur à dissiper (choisir un emplacement aéré), Recharge uniquement des batteries de type « démarrage » (moteur) Ne permet pas de recharger à 100 % les batteries (pour le modèle sans compensation) . Modification du câblage existant (pour le modèle à compensation) Capacité de batterie cellule limitée à la capacité de l’alternateur.

exemple :
repartiteur-de-charge-diode-Schottky.jpg
repartiteur-de-charge-diode-Schottky.jpg (20.62 Kio) Vu 25344 fois
ici

Les autres type de répartiteur « à transistor de technologie MOS - MOSFET – FET »

Ces répartiteurs utilisent des transistors pour faire la division des lignes de charge. Ce sont des transistors à très faible tension de conduction (0,01V) et qui n’occasionne pratiquement aucune perte sur la tension de l’alternateur.
Ils possèdent aussi un dissipateur thermique (souvent intégré au boîtier) pour dissiper la chaleur

avantage : fiables , permet de recharger à 100%, pas besoin de modifier l’excitation de l’alternateur (câblage facile)
inconvénient : prix plus élevé, chaleur à dissiper (choisir un emplacement aéré), recharge uniquement des batterie de type « démarrage » (moteur), capacité de batterie cellule limitée à la capacité de l’alternateur.

Je présente 3 modèles de marques fiables différentes (Victron, Cristec, Sterling)

victron ici et
victron_energy_repartiteur_de_charge_argofet.jpg
victron_energy_repartiteur_de_charge_argofet.jpg (20.62 Kio) Vu 25344 fois
cristec Répartiteur de charge électronique rce 100A 1 entrée 2 sorties ici
repartiteur de charge cristec.jpg
repartiteur de charge cristec.jpg (9.51 Kio) Vu 25344 fois
Sterling Répartiteur sans perte 12V/120A deux sorties ici
repartiteur-sans-perte_sterling.jpg
repartiteur-sans-perte_sterling.jpg (7.78 Kio) Vu 25344 fois

Pour terminer, les répartiteurs appelés aussi « chargeurs intelligents » ou « régulateur d'alternateur »

ce sont des modèles évolués contenant beaucoup d'électronique. Ceux-ci permettent d’installer tous types de batterie cellule (démarrage, agm, gel, etc ...) Se sont des vrais chargeurs intelligents de batterie, complètement sécurisés et autonomes dans la gestion des phases de recharge ! L’électronique intégrée permet de connecter des batteries cellules de forte capacité, et de valeur différente. Ils intègrent un système de tension à découpage (PWM) qui permet d’élever la tension fournie par l’alternateur et ainsi proposer toutes les phases successives d’un processus de charge (de la charge brute au floating, en passant par les phases de désulfatation)

Avantages : toujours pas de relais, recharge en plusieurs phases optimisées et plus rapides, tous types de batterie, capacité de batterie pouvant être très différente, longévité des batterie augmentée
inconvénient : prix élevé ? (mais à relativiser avec un coupleur classique qui tombe en panne et qui va flinguer les batteries ou mettre le feux !)

Parmis les marques les plus connues dans ce genre de coupleur chargeur on retrouve Sterling ici
chargeur-d-alternateur sterling.jpg
chargeur-d-alternateur sterling.jpg (23.48 Kio) Vu 25344 fois
chargeur-d-alternateur-pro-altc-sterling.jpg
chargeur-d-alternateur-pro-altc-sterling.jpg (22.21 Kio) Vu 25344 fois

autre alternative dans le même esprit : brancher après l’alternateur un régulateur de charge :ici
pdar sterling.jpg
pdar sterling.jpg (34.33 Kio) Vu 25344 fois

Bref, j’espère avoir pu vous présenter les grandes lignes de tous les systèmes de « couplage » . Ce qu’il en ressort, c’est que lorsqu’on choisie l’alternateur pour recharger un parc de batterie cellules, les répartiteurs de charge me semblent, à mon goût, plus fiables que les coupleurs classiques.

N’étant pas adepte du couplage moteur-cellule, j’ai donc mené cette petite étude d’après mes connaissances théoriques. N’hésitez pas à me corriger si vous voyez des erreurs ou si par votre expérience dans ce domaine vous voyez des éléments à ajouter.

@+
seb
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vieux-new-one
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par vieux-new-one »

Bonjour

Seb, bravo, merci beaucoup pour ce post qui est vraiment clair, compréhensible et qui couvre toutes les options.

J'ai juste un petit problème avec le dernier appareil... C'est en plus ? ça remplace ? etc...?

Cordialement
Yves
Si on ne fait rien, rien ne change !
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come 09
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par come 09 »

bravo seb,merci :wink:
tp3
trm2000
B110 ponticelli
hdj80 12s
nissan 350z
renault r2087
clio 4 rs edc 200 modif,stage 1: 235ch et 319Nm
renault espace IV 2L turbo 170ch
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sebg61
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par sebg61 »

Salut,
new-one a écrit :... J'ai juste un petit problème avec le dernier appareil... C'est en plus ? ça remplace ? etc...? ...
c'est un "stimulateur" d'alternateur, ça se rajoute en plus. extrait de la doc :
Image2.gif
Image3.gif
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seb
Le Camioneur
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par Le Camioneur »

Super, bravo!
Mais dommage que tu n'ailles pas mis en plus le chargeur batterie à batterie qui me semble être une bonne alternative. Même si on en parle ailleurs, ce serait bien de l'avoir dans ce résumé.
...
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Jean-Louis
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par Jean-Louis »

Ton résumé est très clair, et avec des exemples d'appareils c'est top
merci Sebastien
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Bruno Jordan
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par Bruno Jordan »

Dans les systèmes qui ne rechargent pas à 100% les batteries, ce problème est atténué à résolu lorsqu'on a des panneaux solaires qui viendront finir la charge.
Image
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sebg61
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par sebg61 »

Salut,
leoduro a écrit :...Mais dommage que tu n'ailles pas mis en plus le chargeur batterie à batterie qui me semble être une bonne alternative. Même si on en parle ailleurs, ce serait bien de l'avoir dans ce résumé...
exacte un oubli de ma part. Le chargeur dont tu parles se branche directement sur la batterie moteur, l'installation est donc aisée, pas de grosse modification à faire.

Une photo :
charger.jpg
charger.jpg (3.55 Kio) Vu 25236 fois
(les chargeurs batterie à batterie => http://www.sterling-power.com/products-battbatt.htm )
il ressemble à deux goutte d'eau à son cousin le régulateur de charge d'alternateur :
160-210amp.gif
160-210amp.gif (2.78 Kio) Vu 25236 fois
(les régulateurs de charge => http://www.sterling-power.com/products-altbatt.htm)

@+

seb
Le Camioneur
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par Le Camioneur »

sebg61 a écrit :exacte un oubli de ma part. Le chargeur dont tu parles se branche directement sur la batterie moteur, l'installation est donc aisée, pas de grosse modification à faire.
Merci Louis! ;-)
exacte, pas de modification du tout à faire même, la masse étant commune, il suffit de tirer des câble + de grosse section.
C'est aussi cette simplicité qui à motivé mon choix. J'ai pris en plus la petite console qui permet de monitorer les charges, les températures (alt. et bat. aux) etc...
sebg61 a écrit :il ressemble à deux goutte d'eau à son cousin le régulateur de charge d'alternateur :
Exacte! Il se ressemble d'ailleurs tellement qu'ils se sont trompés en m'envoyant un régulateur d'altérnateur.... et que j'installerais à l'occase. Mais là il y a modifs car sur le Duro c'est un faisceaux de petits câble qui partes de l'alternateur....

Il devait d'ailleurs tellement se ressembler (même "boîte" mais câblage différent) que du coup ils viennent de lancer un nouveaux design rouge pour les chargeur batterie à batterie (bon un stickers qui change).

Bien que je trouve ce produit assez moche et mal fini, ça marche du tonnerre de dieu!
...
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sebidon
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par sebidon »

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sebg61
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par sebg61 »

Salut,

je t'avais déjà répondu :wink:
sebg61 a écrit :Salut,
j'ai pas trop regardé le modèle en question, mais sinon sur la marque, rien à redire, j'ai un M200 j'en suis très satisfait, made in sweden !
s'ils fabriquent des multi-chargeurs aussi bien que leur amplis (lab gruppen) y'a pas photo : j'achète !
bon courage pour la suite.
c'est un bon compromis multi-sources, plus dans l'esprit chargeur de batterie à batterie que régulateur de charge.

@+

seb
eric32
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par eric32 »

Bonsoir,
je reviens sur ce sujet intéressant pour avoir des précisions sur le chargeur de bat à bat. Ça me conviendrait bien ce système s'il est sûr qu'il est plus simple dans sa conception et moins sujet à tomber en panne. j'ai repéré le sterling BB2412 en 30A et je voudrais avoir des précisions quant au branchement. Où doit on me mettre et comment et à quoi le relier. j'ai un alternateur en 24v et souhaite mettre des panneaux solaires en 24v aussi. j'aurai donc un régulateur à placer. Comment brancher tout ce petit monde sachant que mes batteries stationnaires sont en 12v? Voilà. Merci
Le Camioneur
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par Le Camioneur »

Hello,
Très simple:
- part du principe que tu charges toujours tes batteries du camion, donc celles en 24 en priorité. Donc tous tes chargeurs (altérnateurs, solaire, 230V, génératrice etc...) sont branchés sur ces bat.

Le branchement du chargeurs bat à bat 24-12 est des plus simple:
- Un gros câble de masse (type câble de pontage)... au châssis. (enfin, à la masse quoi).
- Un autre sur le + des bat en 24.
- un autre sur le + des bat en 12.
- une sonde temp. sur l'alt.
- une sonde temp. sur bat 12v.
Et le tour et joué, l'appareil s'occupe de tout.

Dans le détails, dès que les bat en 24 vont recevoir du courant, l'appareil se met en branle. Il laisse charger les bat 24 et contrôle leur charge. Quand elles sont pleine, il demande toujours le max de charge mais charge les 12. Toutes les 20 min il contrôle les 24.

L'appareil fait tout tout seul, il y a des diodes de contrôle de fonctionnement sur l'appareil.
Pour les inquiets, il y a un boitier de commande séparé disponible en option.
Fonctionne parfaitement, mais cher et au design douteux (le point faible de Sterling...)
...
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sebg61
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par sebg61 »

Salut,

une nouvelle gamme de chargeur batterie à batterie Sterling moins onéreuse :

exemple :

~260€ le 12/12 25A : http://www.terratronic.fr/fr/chargeur-d ... v-25a.html

Maintenant que le prix de ces chargeurs baissent, cela devient intéressant comme roue de secours dans une installation 100% solaire en cas de météo ombrageuse/pluvieuse. Cela évite le couplage brutale ... :wink:

Sinon, en moins sophistiqué et moins cher (~90€) , et pour dépanner, il y a le Victron Orion 7-35/12-3 qui peut faire office de chargeur de batterie 12V à batterie 12V mais limité à 3 ampères. cependant, on peut en monter plusieurs en parallèle. (les modèles 24/12 sont beaucoup plus puissants)

@+

Seb
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sebg61
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Re: les "coupleurs" de batteries : qui-quoi-comment ?

Message par sebg61 »

Salut,

le dernier chargeur de batterie moteur à batterie auxiliaire Victron.

entrée 12 ou 24V (configurable), sortie 12 ou 24V (configurable), 25A ou 50A

lien: https://www.victronenergy.fr/dc-dc-conv ... -converter
doc: https://www.victronenergy.fr/upload/doc ... ter-FR.pdf
doc: https://www.victronenergy.fr/upload/doc ... ter-EN.pdf
victron_chargeurdc.png
C'est ce qu'il manquait dans leur produits ... maintenant c'est fait.

@+

Seb
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