GUIDE TECHNIQUE N°3 : Sources de charge – Partie 1 : l’alternateur
Il existe plusieurs moyens pour charger/recharger sa batterie auxiliaire. Nous allons vous présenter tout cela en détails dans les chapitres suivants et de manière chronologique par ordre d’installation.
NOTE
L’ensemble des contenus de ce dossier se conforme au respect des normes en vigueur.
A ce titre, il tient compte des recommandations de la norme NF EN 1648-2, homologation de janvier 2018 : « Véhicules habitables de loisirs – Installations électriques à très basse tension de 12 V en courant continu – Partie 2 : autocaravanes ».
L’article principal concerné étant le 4.2 Sources d’alimentation.
Comment charger sa batterie via l’alternateur ?
L’alternateur est la première source de charge. Dès que l’on roule, non seulement cet organe électromécanique fournit de l’énergie électrique pour la batterie du porteur mais aussi à la batterie auxiliaire.
C’est donc la principale source de charge à privilégier. A condition de bien connaître les matériels électroniques capables de remplir cette fonction et leurs différences afin de faire le bon choix.
Lors de la conduite, le rôle de l’alternateur est de convertir l’énergie mécanique (moteur) en énergie électrique. Cette énergie électrique est transmise à tous les composants électriques du véhicule (phares, radio, etc.) et sert également à charger la batterie du porteur. Il est également possible d’exploiter cette énergie électrique fournie par l’alternateur pour charger la batterie de la cellule.
Mais, avant de nous intéresser aux moyens technologiques disponibles aujourd’hui, posons-nous cette question :
Avons-nous besoin d’une charge par alternateur dans notre installation ?
Pour y répondre, notez le ou les cas qui vous concerne (nt) parmi ces situations :
Cas N°1. Je veux vivre à plein temps dans mon véhicule, du coup c’est indispensable. L’énergie électrique est un besoin de base, ce ne serait pas cool pour moi de m’inquiéter tout le temps d’en manquer.
Cas N°2. J’utilise mon van pour des sorties en été seulement, je peux donc probablement m’en passer.
Cas N°3. Pour des sorties d’automne et de printemps, nous vous le recommandons vivement car les journées ensoleillées et lumineuses sont de plus en plus courtes et faibles. L’énergie de l’alternateur est un bon moyen d’assurer rapidement les premières étapes de charge, puis l’énergie solaire pourra se charger de compléter l’étape de floating.
Cas N°4. Pour l’hiver, il n’y a aucun doute, il vous faut cette source de charge.
Cà y est, c’est plus clair ? Alors, continuons ce chapitre …
Le coupleur/séparateur
C’est l’appareil le plus simple en terme de fonctionnement. On appelle aussi ces matériels des relais de charge auxiliaire ou bien encore des relais contrôlés par tension.
En voici le principe de fonctionnement simplifié…
L’alternateur recharge en priorité la batterie moteur. Lorsque la batterie moteur atteint une certaine tension (aux alentours de 13,6 volts) et après une temporisation de quelques secondes, le coupleur relie la batterie moteur avec la batterie auxiliaire afin de la charger.
Ce principe fonctionne également dans l’autre sens lorsque la batterie auxiliaire est rechargée par une autre source : chargeur 230V, panneaux photovoltaïques, etc.
Si vous choisissez d’installer ce type d’appareil, la valeur de courant d’un coupleur/séparateur ne devra jamais être inférieure au courant maximum continu pouvant provenir d’une des batteries vers l’autre batterie.
Vue schématique d’un branchement de coupleur/séparateur (crédit média : H2R-équipements)
Quel coupleur/séparateur choisir ?
Maintenant que vous connaissez les notions principales d’un coupleur/séparateur, nous vous proposons une petite étude comparative de ces matériels.
Cette étude comparative, comme pour les autres que nous avons réalisées dans ces guides techniques, n’est pas du tout exhaustive, vous vous en doutez. Il y a un tel choix qu’il est difficile de s’y retrouver. Nous avons consacré beaucoup d’heures à analyser les fiches techniques de certains produits puis à étudier les offres des revendeurs. Tout çà, pour vous faire gagner du temps.
Dans ces études, nous choisissons de privilégier, quand il existe, du matériel de conception française (principe N°1).
Ensuite, nous portons notre attention à la qualité de conception/fabrication et enfin, à la gamme proposée pour chaque modèle.
Encore une fois, renseignez-vous bien avant d’acheter. Ou mieux encore, faites appel à La Route Libre ⇒ voir notre page services.
Etude comparative de coupleurs/séparateurs
ATTENTION
La plupart de ces appareils ne sont pas compatibles avec des alternateurs dits intelligents (normes EURO 6 et suivantes). Pour savoir si le coupleur/séparateur qui vous intéresse peut fonctionner avec l’alternateur qui équipe votre véhicule, lisez attentivement sa fiche technique.
En cas d’utilisation de ce type d’appareil, la différence de capacité à respecter entre la batterie moteur et auxiliaire est de 15 % maximum. C’est pour le cas où le coupleur séparateur ne s’éteint pas automatiquement à l’arrêt du moteur : équilibre des batteries en parallèle = batterie la plus forte se décharge vers la plus faible = vieillissement prématuré de la batterie auxiliaire (c’est la plus forte normalement).
Si vous choisissez d’installer une batterie de service Gel dans votre véhicule, un coupleur/séparateur ne régule pas le courant de charge, donc, cela risque d’endommager votre batterie.
Nous vous déconseillons fortement l’utilisation de batteries gel sur simple couplage, pas pour les tensions, mais pour le courant de charge non régulé. La batterie va gonfler par cause de surcharge et donc, finira par ne plus être utilisable (voir chapitre Batteries Gel).
Lorsque vous utilisez ce type de relais, la batterie auxiliaire est toujours un peu moins chargée que la batterie de démarrage. En effet, la tension de charge étant trop basse (calée sur la régulation de l’alternateur, environ 13,6 V), la batterie n’est pas chargée au delà de 80% et la durée de charge est longue.
Ensuite, le chargement par relais coupleur/séparateur ne respecte pas les courbes de charge nécessaires au chargement complet des batteries (Cf. profil de charge d’une batterie). Il n’y a pas de phase d’absorption ni d’égalisation qui permettent d’homogénéiser l’électrolyte de la batterie.
Dans certains cas, cela peut entraîner la défaillance précoce de la batterie due à la sulfatation pour les batteries de technologie gel ou AGM.
A terme, cela compromettra leur durée de vie. En outre, plus le courant de charge de la batterie auxiliaire chutera, plus la batterie de démarrage sera chargée, ce qui rallonge le temps de charge de la batterie auxiliaire.
Tout ça n’est pas très bon pour la durée de vie de nos batteries à décharge lente. C’est pourquoi nous vous conseillons l’option BtoB (chargeur de batterie à batterie).
Les coupleurs/chargeurs
Nous avons appelé ce chapitre « coupleurs/chargeurs » car il regroupe trois grandes familles de produits destinés à optimiser la recharge des batteries auxiliaires à partir de l’alternateur.
Pour commencer, parlons du chargeur d’alternateur.
Cet appareil est installé entre l’alternateur et les batteries de démarrage et auxiliaire (cf schéma suivant). Il remplace la technologie traditionnelle, à savoir, le relais coupleur/séparateur ou le commutateur de batterie. Une fois le moteur en marche, l’appareil charge la batterie de démarrage pendant un court moment.
Ensuite, il charge la batterie auxiliaire avec un cycle optimum respectant les différentes étapes de charge. Il comporte deux capteurs de température (régulateur et batterie auxiliaire) assurant les meilleures conditions de fonctionnement.
Il est facile d’installation, cependant, son montage peut se révéler fastidieux dans les véhicules aménagés. Pour le brancher il faut enlever le câble qui relie la batterie de démarrage à l’alternateur, passer le câble entre le chargeur et l’alternateur et l’autre câble entre le chargeur et la batterie de démarrage. Ces impératifs font que l’installation de chargeur d’alternateur dans les véhicules nécessite un double chemin de câbles.
Le chargeur d’alternateur est compatible avec tous les alternateurs du marché sauf dans le cas d’un véhicule équipé de freins régénératifs (alternateurs dits « intelligents » : norme EURO 6 et suivantes).
Pour ces raisons, nous ne nous sommes pas attardé à réaliser une étude comparative. Nous vous laissons le soin de le faire si vous choisissez ce type d’appareil.
Nous avons préféré consacrer du temps de comparaison sur l’appareil suivant et vous comprendrez pourquoi.
Vue schématique d’une installation avec chargeur d’alternateur (source : Seatronic)
Le chargeur de batterie à batterie
Deuxième famille de produits : les chargeurs de batterie à batterie. On trouve très souvent l’appellation séparateur/chargeur booster ou encore chargeur BtoB (Battery to Battery) ou même chargeurs DC/DC.
Ce type d’appareil est assez populaire de nos jours car il offre de nombreux avantages:
1) Tout comme le chargeur d’alternateur, il fournit une courbe de charge adaptée aux batteries à décharge lente. C’est important, car cela permettra de garder notre batterie de service saine et de maximiser sa durée de vie (en particulier pour les batteries gel ou AGM).
2) Un chargeur BtoB permet de séparer complètement les deux systèmes électriques. Lorsque le moteur ne tourne pas, les batteries de démarrage et auxiliaire sont isolées électriquement comme pour un relais afin de garantir qu’aucune batterie ne peut décharger l’autre et que la batterie auxiliaire puisse toujours être complètement chargée.
3) Il fait office de limiteur de courant pour éviter la surcharge de l’alternateur.
4) Sur les porteurs équipés d’alternateurs intelligents, à l’inverse d’un relais, un chargeur DC/DC prend la tension de sortie hautement variable de l’alternateur intelligent et l’augmente ou la réduit à un niveau de tension de charge optimal pour la batterie auxiliaire à ce moment précis.
5) Alors que les véhicules équipés d’alternateurs traditionnels peuvent utiliser un relais ou un chargeur DC-DC pour charger la batterie auxiliaire même si ce n’est pas une solution parfaite comme on l’a vu plus haut, des deux options, un chargeur DC-DC fournira toujours un niveau de charge plus élevé et complet.
Vue schématique d’une installation avec chargeur BtoB (crédit média : H2R-équipements)
6) Il est plus facile à installer : pas besoin de câblage au niveau de l’alternateur du véhicule ou d’un double chemin de câbles.
7) Enfin, cet appareil (tout comme son cousin, le chargeur d’alternateur) est parfaitement adapté pour les batteries lithium qui nécessitent en général une tension de fin de charge de 14.6 volts, tension qui n’est pas atteinte par l’alternateur.
CONSEILS PRATIQUES
Chaque batterie a un courant de charge maximal et à ce titre, il est recommandé d’utiliser un calibre de chargeur adapté à la batterie. De manière générale, plus la batterie est petite, moins le courant de charge maximale est élevé. Si une batterie ne peut absorber que 20 A, elle ne se chargera pas plus vite avec un chargeur de 30 A qu’avec un chargeur de 10 A.
Par conséquent, un chargeur plus gros ne chargera pas forcément la batterie auxiliaire plus rapidement qu’un chargeur plus petit.
Il faut aussi choisir un chargeur BtoB adapté à la technologie de votre batterie auxiliaire.
Si vous optez pour le Lithium, ce type de chargeur permet de limiter le courant de charge à sa capacité. C’est-à-dire qu’un chargeur booster 30 A consommera et enverra 30 A seulement. C’est un bon moyen de limiter le courant injecté dans la batterie mais aussi, le dimensionnement de l’installation, donc son coût : section des câbles, calibre des fusibles. Mais cela permet surtout de limiter la sollicitation faite sur l’alternateur. Une batterie lithium de 100 Ah, par exemple, peut « tirer » son équivalent en charge, soit 100 A sur un alternateur.
Ce dernier ne le supportera pas très longtemps…comme le démontre cette vidéo : Comment ne pas faire exploser votre alternateur en chargeant le Lithium ?
Quel chargeur séparateur choisir ?
Maintenant que vous connaissez les notions principales d’un chargeur de batterie à batterie (B to B), nous vous proposons une petite étude comparative de ces matériels.
Cette étude comparative, comme pour les autres que nous avons réalisées dans ces guides techniques, n’est pas du tout exhaustive, vous vous en doutez. Il y a un tel choix qu’il est difficile de s’y retrouver.
Nous avons consacré beaucoup d’heures à analyser les fiches techniques de certains produits puis à étudier les offres des revendeurs. Tout çà, pour vous faire gagner du temps.
Etude comparative de chargeurs B to B
IMPORTANT
En cas de charge trop rapide, les batteries chauffent. Cela entraîne une baisse de la tension de charge et par conséquent une baisse de l’intensité entrant dans les batteries. Afin de pouvoir surveiller cela, il faut installer une sonde de température sur le banc de batteries auxiliaires.
Grâce à cette sonde, le chargeur va réguler la tension de charge en fonction de la température des batteries, ce qui évite les risques de surcharge.
De manière générale, que ce soit un chargeur/booster ou un séparateur/coupleur, c’est toujours la batterie, qui en fonction de sa décharge, déterminera le courant (intensité) dont elle aura besoin.
Pour terminer ce chapitre, il existe un dernier appareil, le moins connu sans doute: le régulateur d’alternateur. C’est le plus délicat à installer. Son câblage est en effet plus complexe dans la mesure où il y a nécessité d’intervenir sur l’alternateur (accès aux charbons). Par conséquent, là non plus, pas d’étude comparative !
Le régulateur d’alternateur assure une recharge rapide et à 100% de la batterie auxiliaire. Le résultat est identique à celui des chargeurs B2B ou chargeurs d’alternateurs. En effet, avec l’installation de ce type d’appareil, l’alternateur ne fonctionne plus à tension constante mais en respectant les trois étapes bulk, absorption et floating.
À SAVOIR
Il existe également ce que l’on appelle des répartiteurs à diodes ou électroniques (exemples ci-dessus : répartiteurs Sure Power, Quick).
Ces répartiteurs permettent de charger simultanément plusieurs batteries à partir d’un seul alternateur, sans relier ces batteries entre-elles.
En décharge aussi, les batteries restent isolées. L’utilisation de la batterie auxiliaire, par exemple, ne déchargera pas la batterie de démarrage.
REPRODUCTION INTERDITE
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Vous demandez le respect de la propriété intellectuelle alors que vous-même vous pompez les schémas et les explications d’une site internet bien connu.
Bonjour.
Merci d’avoir pris le temps de commenter ce guide, et surtout, de l’avoir lu.
Je suppose que vous parlez des médias qui illustrent mes explications et qui sont originaires de H2r, de Seatronic, Uniteck, Powertech Systems et consorts .
Dans le respect de la propriété intellectuelle, comme vous dîtes, je cite mes sources à chaque fois que j’utilise un support média qui n’est pas le mien.
Et à chaque fois, je prends le soin de vérifier que ce sont des médias libres de droits.
Si un « propriétaire » de média utilisé sur mon site web me demande de le retirer, je le ferai, bien évidemment. Concernant ceux que je cite ci-dessus, pour exemples, je doute qu’ils en feront la demande car ça leur fait de la pub gratuite, la preuve.
Bien cordialement.
Loïc Frogé