Convertisseur de charge, booster ou coupleur de batterie : lequel choisir et quand

Les trois types de conception résolvent la même tâche — charger deux circuits de batterie à partir d'une seule source — de trois manières radicalement différentes. Le choix ne se fait pas sur le prix, mais sur deux questions : les deux parcs de batteries ont-ils la même courbe de charge, et la tension de charge arrive-t-elle encore à destination ?

Les trois types de conception

Chargeur booster, booster de charge et chargeur batterie-à-batterie désignent le même type de conception. Le terme « booster » décrit simplement le cas d'utilisation le plus fréquent : transformer une tension trop basse en une tension suffisamment élevée.

Quand un relais de couplage suffit-il ?

Le relais de couplage est le bon choix lorsque trois conditions sont réunies : les deux parcs de batteries ont la même technologie, le câble entre eux est court et suffisamment dimensionné, et la source de charge fournit une courbe adaptée aux deux.

C'est le cas classique d'une batterie de démarrage au plomb et d'une batterie de service au plomb. Le relais se ferme dès que la charge commence et s'ouvre lorsque la charge se termine — ainsi, le parc de batteries de service ne peut pas vider la batterie de démarrage. Il n'y a pratiquement aucune perte de puissance car le contact fermé est un conducteur continu.

Il faut veiller au dimensionnement par rapport au courant : un relais situé entre deux grands parcs de batteries subit des courants d'égalisation élevés lors de la mise en parallèle. La capacité de coupure doit être adaptée, tout comme le câblage.

Pourquoi la diode de répartition est rarement la réponse

Une tension chute aux bornes d'une diode, et cette tension manque à la batterie au bout de la ligne. Avec une tension de charge qui est déjà calculée au plus juste, cette chute détermine si le parc de batteries sera jamais chargé à bloc. La seule façon de compenser est que la source de charge régule à une tension plus élevée — ce qui suppose une régulation capable de le faire.

Dans les installations existantes, la diode de répartition est souvent la cause d'un parc de batteries qui reste chroniquement à 80 pour cent, sans que personne ne trouve de défaut.

Quand un chargeur booster devient nécessaire

Le chargeur booster est le seul type de conception qui génère sa propre courbe de charge. Il résout ainsi quatre problèmes auxquels les relais et les diodes échouent :

• Technologies différentes. Batterie de démarrage au plomb et batterie de service au lithium dans un même système — le convertisseur charge chaque côté avec la courbe qui lui convient.
• Longues distances. Ce qui est perdu en tension en chemin est récupéré par le convertisseur.
• Alternateurs régulés. Les moteurs modernes abaissent la tension de charge après peu de temps et créent des pics lors de la décélération. Le convertisseur lisse les deux en une courbe propre.
• Autre niveau de tension. Charger un parc de batteries 24 volts à partir d'un réseau de bord 12 volts, sans installer un deuxième alternateur.

Un autre point souvent décisif : le convertisseur découple l'alternateur du parc de batteries au lithium. Si le système de gestion de batterie (BMS) de cette dernière se coupe sous charge, l'alternateur continue de voir la batterie au plomb du côté entrée — le délestage de charge est évité.

Dimensionner le chargeur booster

Le modèle le plus puissant est rarement le bon. Trois limites sont déterminantes, et c'est la plus faible qui l'emporte.

1. Ce que l'alternateur peut fournir en continu. Un convertisseur qui tire 60 ampères alors que l'alternateur d'origine en fournit 40 le fera fonctionner à sa limite — avec l'échauffement correspondant.
2. Ce que le câble supporte. Les câbles d'entrée et de sortie doivent être dimensionnés et protégés pour le courant total, chacun près de sa batterie respective.
3. Ce que la batterie cible peut absorber. Pour le plomb, c'est l'acceptation de charge qui limite, pour le LiFePO4, c'est généralement d'abord le câblage.

NoteLes appareils dotés d'une limitation de courant réglable atténuent les première et deuxième limites : on choisit la taille en fonction de la batterie cible et on limite le courant à ce que l'alternateur et le câblage peuvent supporter. Un démarrage progressif (softstart) aide également, car la courroie n'est pas sollicitée brutalement.

La décision en quatre questions

1. Les deux parcs de batteries ont-ils la même technologie ? Si non : chargeur booster.
2. La ligne est-elle longue ou faiblement dimensionnée ? Si oui : chargeur booster.
3. L'alternateur diminue-t-il la tension après peu de temps ? Si oui : chargeur booster.
4. Sinon : relais de couplage, dimensionné selon l'intensité.

Ne pas oublier la protection

Les deux types de conception se situent sur le chemin de courant principal entre deux batteries. Cela signifie que chaque ligne nécessite son propre fusible, et ce, à l'extrémité où se trouve la batterie — donc aux deux extrémités pour une connexion entre deux parcs de batteries. Un fusible au milieu ne protège que la moitié de la ligne.

Erreurs typiques

• Relais de couplage avec des technologies mixtes. L'un des deux parcs de batteries est chargé de manière incorrecte en permanence.
• Chargeur booster choisi trop grand. Il tire plus que ce que l'alternateur et le câblage peuvent fournir.
• Une seule extrémité protégée. La ligne est une connexion entre deux sources — les deux extrémités peuvent alimenter.
• Courbe de charge non réglée. Un convertisseur avec réglage d'usine pour le plomb ne charge pas un parc de batteries au lithium à 100 %.
• Diode de répartition oubliée dans les installations existantes. Explique de nombreux cas de sous-charge chronique.