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Publié Juillet 2011, (màj Octobre 2011) par :
On trouve maintenant dans le commerce de nombreux gestionnaires de batterie à des prix très compétitifs (en 2011 entre 100 et 200€). Leur prix les rend réellement rentables, dans le sens où ils permettent d’augmenter la durée de vie des batteries et sont facilement amortis grâce à cette augmentation de durée de vie. Sans parler du confort gagné quand on sait en permanence combien il reste de charge dans les batteries.
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- Comment fonctionne le gestionnaire (ou contrôleur) de batterie ? Grâce à un shunt branché sur la batterie il mesure en permanence ce qui rentre et ce qui sort de la batterie. En principe, il pourra donc indiquer en permanence ce qui reste dans la batteries.
- Le cas de la batterie moteur : elle n’a pas besoin d’un gestionnaire, car si elle ne sert qu’à démarrer le moteur elle sera toujours bien pleine après 10 minutes de marche du moteur et de son alternateur. A la rigueur, si on a un voltmètre branché sur la batterie moteur, ce sera amplement suffisant.
Plusieurs gestionnaires de batteries ont cette fonction « voltmètre » associée à la batterie moteur.
- Le cas des batteries servitudes : là cela se complique, car il faut vraiment savoir à tout moment quel est leur état de charge pour ne pas les faire vieillir, ni se faire de soucis sur son autonomie de la journée en cours. Et ce n’est pas simple, car de multiples facteur viennent perturber ce comptage de ce qui rentre et sort de la batterie.
Que faut-il savoir pour comprendre ?
Si on veut bien utiliser le contrôleur de charge il faut avoir à l’esprit deux ou trois choses simples :
- Quand la batterie est bien pleine, il faut indiquer au contrôleur que l’état qu’il lit correspond à la batterie pleine. Cela lui permet d’avoir une référence pour la suite. Ce n’est pas évident, contrairement à ce qu’on peut penser. On verra un peu plus bas.
- Il faut indiquer au contrôleur le rendement de la batterie : pour 1 Ah chargé la batterie restitue un peu moins, par exemple 0 .95 ou 0.9 Ah. On appelle cela le rendement (CEF) de la batterie, qui est au dessus de 95% pour une neuve et tombe à 70% si la batterie est vieille. Un mauvais choix de ce « CEF » va ruiner la précision de la mesure, et peut conduire à vider la batterie après un grand nombre de cycles de charge et décharges avec un « CEF » erroné.
Peu de contrôleurs sont capables de mesurer à chaque charge ce « CEF ». Le E-Xpert-Pro de TBS est un des rares contrôleurs sachant faire cela. Ce contrôleur est vendu sous diverses marques, mais il faudra faire attention à ce que la notice précise bien « calcul automatique du CEF à chaque charge ».
- Il faut indiquer au contrôleur la sensibilité de la batterie aux forts courants de charge et de décharge. Cela s’appelle le coefficient de Peukert, mais on l’oubliera pour les batteries de servitude, qui par définition sont de grosse capacité et ne délivrent pas de très forts courants le plus souvent. On laissera donc ce coefficient à la valeur par défaut dans le contrôleur si on ne le connaît pas.
- Il faut indiquer au contrôleur le taux d’autodécharge spontané de la batterie si on laisse celle-ci pendant de long mois : cela va de 3% à 10% par mois, et ce n’est pas un critère de qualité de la batterie, c’est lié à sa technologie. Très peu de contrôleurs tiennent compte de ce facteur.
Et en pratique ?
- Le plus important est de donner au contrôleur la référence d’un état de charge total de 100%. Ce n’est pas aussi évident qu’on peut le penser.
En pratique on procède de la façon suivante : en général on a un chargeur moderne à 3 étapes, chargeant à environ C/10, c’est à dire à 20A pou 200Ah de batterie (30A pour 300Ah, etc ...) . Il faut alors que durant l’étape de charge, lorsque la tension est haute (typiquement 14.3 à 15 volts selon le type de batteries) le courant de charge soit tombé à moins de 2% de la capacité de la batterie. Par exemple, si on a une batterie classique de servitude de 200Ah dont la tension de charge est 14.5 volts, il faut que sous cette tension le courant soit tombé à 2% de 200Ah, soit 4A. Alors on peut considérer que la batterie est chargée à 100%.
Cette opération de charge à 100% et de synchronisation du contrôleur doit être répétée tous les mois environ si on veut une mesure fiable. L’opération peut se réaliser avec le chargeur, les panneaux solaires ou l’éolienne s’ils ont un régulateur à 3 étapes, et si leur charge est suffisamment puissante pour arriver à bien charger la batterie jusqu’à ce point considéré comme la référence 100%.
Quand la batterie est neuve, on peut mesurer la densité de l’acide (entre 1280 et 1300, chargée à 100%), cela permettra de se faire une idée du vieillissement durant les années suivantes en se souvenant de cette référence. Mais évidemment on ne fera pas cela très souvent, c’est trop contraignant, disons une fois par an en début de saison. - Les automatismes des chargeurs de quai, même de bonne facture, sont parfois mal calibrés, et la tension de charge (14 à 15 volts) tombe à la valeur de maintient (13.2 volts) bien trop tôt, avant que le courant de charge ne soit tombé à 2% de la capacité de la batterie, et donc avant que la batterie ne soit bien pleine. Si on synchronise alors le contrôleur de batterie, on lui indiquera un faux « état plein » et de cycle en cycle, les erreurs vont s’accumuler, et la batterie sera à moitié vide alors que le contrôleur indiquera qu’elle est pleine.
- Si le contrôleur n’a pas la possibilité de calculer le CEF (rendement) lui-même, on le règlera à 95% pour une batterie neuve, et à 70 ou 75% pour une batterie en fin de vie (5 ou 6 ans d’âge par exemple).
- Si le contrôleur peut calculer le CEF, on laissera les valeurs par défaut du calcul automatique et on surveillera la valeur du CEF calculé à chaque charge complète de 100%. On constatera la dégradation de ce CEF au cours des années du vieillissement.
Valeurs courantes :
- Si le contrôleur nécessite de lui indiquer des valeurs par défaut on peut utiliser les valeurs suivantes :
- Peukert : 1.25
- CEF : batterie neuve : 95%, puis décroissant jusqu’à 70% à 7-8 ans d’âge
- Coefficient de température : 0.5% / °C
- Auto-décharge :
- plomb-calcium sans entretien : 3% / mois
- batteries classique ouverte : 5-6% / mois
- batteries à plaque positive tubulaire 10% / mois.
Comment choisir le contrôleur qu’on achète ?
- Le prix : Les meilleurs ne coûtent en ce moment (2011) pas plus de 200€ en VPC.
- Les caractéristique minimales. Sauf cas particulier on exigera au moins :
- La simple lecture de la tension de la batterie moteur en plus du contrôle complet de la servitude
- La prise en compte du CEF et de Peukert
- La sensibilité de la mesure de courant de 0.1A
- La sensibilité de la mesure de tension de 0.01V
- Une consommation de courant de 10mA maximum pour pouvoir le laisser branché en permanence
- Les caractéristiques supplémentaires utiles si on a un gros parc de servitude coûteux :
- La possibilité de calcul automatique du CEF par le contrôleur. C’est une indication précieuse qui montre le vieillissement des batteries et une dérive de l’état de référence « plein à 100% » et qui évite bien des déboires.
- La mesure de la température de batterie et la prise en compte de celle-ci dans les calculs
- La prise en compte de l’auto-décharge de la batterie au cours du temps. Très utile en hivernage quand la batterie est maintenue en charge par un panneau ou une éolienne.
- La mise en mémoire dans le contrôleur de l’historique de la vie des batteries : nombre de décharges, de charges, de synchronisation, des incidents de décharge profonde, de tension excessives, etc ...
- Installation
- Documentation
- Un élément de comparaison : Le modèle E-xpert-Pro fabriqué par TBS et vendu sous diverses marques à moins de 200€ (en 2011) a toutes ces caractéristiques, plus quelques autres. Je joins la documentation. Comme ce contrôleur est distribué sous diverses marques, il ne s’agit pas d’une publicité ciblée, mais plutôt d’une indication de comparaison au moment de choisir son achat.
Quelques points particuliers pour l’installation
Un contrôleur moderne n’est pas difficile à installer. Il faut veiller à suivre scrupuleusement le schéma fourni par le fabriquant. La plus grande partie des déceptions vient d’un mauvais branchement du circuit de « masse » (le « - ») du mauvais côté du shunt.
La liaison entre le contrôleur et le shunt, souvent de grande longueur, doit se faire avec un câble de paires torsadées blindées classique qu’on trouve dans les hypermarchés de bricolage au rayon des câbles pour réseau éthernet à domicile.
Correctement câble, tout marchera dès la mise en service, sans encombres.
Un exemple d’utilisation particulier :
J’ai 500Ah de batteries à électrolyte liquide, ouvertes, à plaques positives tubulaires de grande qualité, mais ayant un fort taux d’auto-décharge (10% par mois). En hiver, j’installe un tout petit panneau de 20 watts (1A de débit maximum), ayant le grand avantage de ne pas être assez puissant pour surcharger la batterie, et donc ne pouvant pas l’assécher.
Je règle le taux d’auto-décharge du contrôleur à 10% par mois. Le contrôleur va donc compter les ampère-heure venant du panneau solaire, retrancher 50Ah par mois (10% d’auto-décharge, 1.66 Ah par jour)) au courant entrant, et indiquer l’état de charge résultant. Quand je viens au bateau après 3 mois d’absence, le contrôleur indiquera si la batterie a gardé « son plein » malgré l’auto-décharge inévitable 
... pour le moment, même en période peu ensoleillée, ça a toujours été le cas. Je joins le cycle de tension journalier enregistré avec le petit panneau en hiver.
Et quand on a un tel contrôleur, on se demande comment on a pu s’en passer !
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que j’aurais du démonter la penderie de la cabine arrière pour atteindre la goulotte du passage des câbles électriques.
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