Un shunt ne mesure correctement que s'il constitue l'unique connexion entre la borne négative du parc de batteries et le reste du réseau de bord. Tout le reste — la forme, le courant nominal, la marque — est secondaire. Cet article détaille l'installation dans l'ordre chronologique réel des opérations.
RemarquePour une batterie BullTron avec interface P-Bus, l'installation est inutile : elle communique elle-même l'état de charge, le courant et les données des cellules au bus. Pour savoir quelle solution est adaptée, consultez l'article Shunt ou données BMS.
Le principe physique du shunt
Un shunt est une résistance d'une valeur très faible et précisément connue, insérée sur le trajet du courant. Lorsqu'un courant le traverse, une tension infime, proportionnelle à ce courant, chute à ses bornes. Dans les shunts analogiques classiques, cette chute de tension est transmise à l'appareil d'affichage via deux câbles de mesure fins ; les modèles courants génèrent une chute de 50 ou 60 millivolts à l'intensité nominale. Pour un shunt de 500 A et 50 mV, un millivolt correspond exactement à dix ampères.
En raison de sa très faible résistance, le réseau de bord ne subit pratiquement aucune perte de tension à travers lui. C'est précisément pour cela que la prise de mesure est sensible : la simple résistance de contact d'une vis mal serrée se situe dans le même ordre de grandeur que le shunt lui-même, faussant la mesure de plusieurs dizaines de pourcents.
Shunt analogique ou numérique
Les shunts numériques effectuent l'analyse directement sur place et transmettent des valeurs mesurées prêtes à l'emploi via un système de bus. Cela change trois choses : il n'y a plus de câbles de mesure longs et sensibles aux interférences, le point de mesure peut être isolé galvaniquement de l'affichage, et plusieurs afficheurs peuvent lire les mêmes valeurs sans nécessiter un second shunt.
L'isolation galvanique est l'aspect le plus précieux lors de la planification. Elle permet de surveiller un groupe de batteries isolé du reste du réseau de bord — comme une batterie de démarrage à côté du parc de batteries de service — sans créer de connexion indésirable entre les deux via le câble de mesure.
La limite inférieure de mesure est également un point crucial en pratique. Les appareils qui ne commencent à mesurer qu'à partir d'un ampère environ ne voient pas le courant de repos du réseau de bord, soit précisément ce qui vide un parc de batteries en quelques semaines. Les shunts numériques de génération actuelle ont une résolution allant jusqu'au milliampère, permettant ainsi de détecter des pertes inexpliquées.
Dimensionnement selon le courant, pas selon la capacité
Le facteur déterminant est l'intensité maximale susceptible de traverser le point de mesure — pas la taille du parc de batteries. Trois valeurs sont essentielles : le courant continu en fonctionnement normal, la pointe transitoire lors du démarrage de gros consommateurs, et le courant de court-circuit que le shunt doit supporter jusqu'au déclenchement du fusible.
Un réseau de bord avec réfrigération, éclairage, pompes et un petit convertisseur reste généralement bien en dessous de 300 A. Si vous ajoutez un propulseur d'étrave, un guindeau ou un gros convertisseur, des pointes dépassant cette valeur sont la norme, et le point de mesure doit être dimensionné en conséquence. Un shunt sous-dimensionné ne limite pas le courant, il chauffe — et cette chaleur modifie la résistance, faussant ainsi la mesure.
Le raccordement suit le dimensionnement : les shunts plus grands possèdent des bornes de raccordement plus grandes. Si vous ne choisissez les cosses qu'au moment de l'installation, vous aurez régulièrement les mauvaises sous la main.
La position : tout d'un seul côté
Le shunt doit être placé sur la branche négative commune, immédiatement après le parc de batteries. La règle est la suivante : une seule connexion doit arriver à la borne négative du parc de batteries, à savoir le câble court allant vers le shunt. Tout le reste est connecté à l'autre côté du shunt.
Tout le reste signifie vraiment tout :
- La masse de la distribution et de tous les consommateurs
- La masse du chargeur, du régulateur solaire et du convertisseur de charge
- La masse de l'alternateur ou du bloc moteur, si le parc de batteries y est rechargé
- La masse du convertisseur
- La masse des gros consommateurs individuels comme le guindeau ou le propulseur d'étrave
- La masse de l'électronique, même si elle ne consomme que des milliampères
Le dernier point est le plus souvent ignoré. Un appareil consommant 30 milliampères en veille, s'il est branché directement sur la batterie, soutire au parc environ 0,7 ampère-heure par jour sans que le compteur ne le voie. Après une semaine, une charge entière manque sans explication.
RemarqueLors d'une modernisation, on trouve presque toujours plus de câbles de masse à la borne de la batterie que prévu. Avant l'installation, il est utile de les photographier, de les étiqueter individuellement, puis de les regrouper sur une barre omnibus placée après le shunt. Cette barre omnibus représente le véritable travail de transformation, pas le shunt lui-même.
Séparer circuit de puissance et circuit de mesure
Un shunt analogique comporte deux grosses vis pour le courant de charge et deux petites bornes pour la mesure. Cette séparation n'est pas un accessoire, mais le principe même de mesure : le circuit de mesure prélève la tension exactement aux extrémités de l'élément résistif et est lui-même pratiquement exempt de courant. Ainsi, les résistances de contact des bornes épaisses n'influencent pas le résultat.
Si la prise de mesure est placée sur les vis de puissance, on mesure la résistance du shunt plus la résistance de contact. Le résultat est un affichage qui indique en permanence des courants trop élevés et qui se dégrade dès qu'une connexion se desserre en raison des vibrations ou de la corrosion.
Le câble de mesure vers le pôle positif — nécessaire à un moniteur analogique pour l'affichage de la tension — est un circuit à part entière qui doit être protégé par un fusible près du point de prélèvement. Un câble fin laissé sans protection à la tension de la batterie est un risque d'incendie en cas de frottement. Un petit fusible de quelques ampères, placé directement sur la cosse, est la norme.
Montage et couples de serrage
Le shunt doit être installé dans un endroit sec, ventilé et accessible, fixé mécaniquement de manière rigide, de sorte que les câbles lourds ne servent pas de support. Le délestage doit être effectué sur le câble, pas sur le composant.
Les couples de serrage figurent dans la fiche technique et sont nettement plus bas que ce que l'intuition suggère — l'élément de mesure est une pièce métallique fabriquée avec précision qui ne supporte aucune déformation. Un serrage excessif est ici pire qu'un serrage insuffisant : un contact trop lâche se remarque par un échauffement, tandis qu'un shunt déformé mesure silencieusement et durablement de manière erronée.
AvertissementLe shunt se trouve sur le circuit principal. Avant de commencer le travail, le parc de batteries doit être déconnecté, et non seulement la branche des consommateurs. Un outil qui toucherait simultanément la borne de la batterie et un point de masse provoquerait un court-circuit à travers tout le parc de batteries — avec des courants nettement plus élevés sur les LiFePO4 que sur les batteries au plomb.
Vérifier après l'installation
Deux tests permettent de vérifier en quelques minutes si l'installation est correcte.
- Test de zéro. Tous les consommateurs éteints, toutes les sources de charge éteintes. Le moniteur devrait afficher un très faible courant — le courant de repos du réseau de bord. S'il affiche exactement zéro, le circuit de mesure est probablement mal branché ou la résolution est trop imprécise ; s'il affiche plusieurs ampères, un consommateur est encore allumé quelque part.
- Contre-test avec une charge connue. Allumez un consommateur à la consommation connue, comme une pompe ou un convertisseur avec une charge de base définie. Si l'affichage diffère sensiblement, soit le type de shunt paramétré est incorrect, soit la prise de mesure est mal placée.
Un troisième test suivra plus tard en cours d'utilisation : lors de la prochaine recharge, le courant de charge affiché doit être positif. Si le signe est inversé, les côtés batterie et charge du shunt sont inversés — électriquement sans conséquence, mais fatal pour le comptage.
Erreurs typiques
- Une masse reste sur la borne. L'erreur la plus fréquente, et celle qui est découverte le plus tard.
- Prise de mesure sur les vis de puissance. Semble fonctionner, mais mesure également la résistance de contact.
- Câble de mesure sans fusible. Défaut de sécurité, pas un problème de mesure — mais le plus grave des deux.
- Dimensionné selon la capacité au lieu du courant. C'est la pointe maximale qui importe, pas la taille du parc de batteries.
- Utilisation du shunt comme support de câble. Le poids des câbles repose sur l'élément de mesure et le déforme.
- Second shunt pour un second appareil d'affichage. Crée deux relevés de compteurs qui divergent. Transmettez les valeurs plutôt que de mesurer deux fois.
