3. Câblage du parc de batteries

Dans cette section:

La batterie est au cœur de tout système Victron. Il peut s’agir d’une seule batterie ou de plusieurs batteries interconnectées.

Attention

MISE EN GARDE : Les bornes de la batterie ne sont pas isolées. Pour éviter les courts-circuits ou les chocs électriques, utilisez des outils isolés et ne portez pas de bijoux métalliques,

3.1. Le parc de batteries

Les batteries sont interconnectées pour augmenter la tension de la batterie ou pour augmenter sa capacité ou les deux. Lorsque plusieurs batteries sont interconnectées, on parle de parc de batteries.

Les règles suivantes s’appliquent aux parcs de batteries :

Lorsque les batteries sont connectées en série, la tension augmente.
Lorsque les batteries sont connectées en parallèle, la capacité augmente.
Lorsque les batteries sont connectées en série/parallèle, la tension et la capacité augmentent toutes deux.

Quelques exemples :

Une seule batterie.

Deux batteries en série.

Deux batteries en parallèle.

Quatre batteries en série/parallèle

Quatre batteries en série.

3.2. Grands parcs de batteries

Si vous avez besoin d’un grand parc de batteries, nous vous déconseillons de le construire à partir de nombreuses batteries plomb-acide 12 V en série/parallèle. Le maximum est d’environ 3 (ou 4) chaînes en parallèle. Cette limitation est due au fait qu’avec des batteries trop nombreuses, il devient difficile de créer un parc de batteries équilibré. Dans un grand parc de batteries en série/parallèle, un déséquilibre est créé en raison des variations de câblage et des légères différences de résistance interne des batteries.

Exemples de grands parcs de batteries contenant des batteries au plomb de 2 V ou des batteries au lithium :

Batteries au plomb de 2 V :

Les batteries OPzV ou OPzS de 2 V sont disponibles dans une variété de grandes capacités. Il vous suffit de choisir la capacité souhaitée et de les connecter en série. Ces batteries sont fournies avec des raccordements prévus à cette fin

Batteries au plomb OPzV de 2 V et liaisons.

Batterie au Lithium Battery Smart de Victron Energy :

Les batteries Lithium Battery Smart sont dotées d’un système interne d’équilibrage des cellules et d’un système externe de gestion des batteries (BMS).

Lithium Battery Smart 12,8V et 25,6 V

Lithium Battery Smart :

Avec équilibrage des cellules et système de gestion de batterie (BMS) interne ou externe. Les batteries peuvent communiquer entre elles, mais aussi avec un appareil de surveillance. Dans le cas de Victron, il s’agit d’un dispositif GX. Les batteries génèrent une valeur d’état de charge totale pour l’ensemble du parc de batteries et envoient cette valeur au dispositif GX. Pour de plus amples informations sur les marques compatibles avec Victron et comment les configurer, voir le lien suivant : https://www.victronenergy.com/live/battery_compatibility:start.

Autres types de batteries :

Batteries à flux et autres compositions chimiques. Celles-ci sont généralement disponibles en 48 V. Plusieurs batteries peuvent être connectées en parallèle sans aucun problème. Chaque batterie dispose de son propre système de gestion. Ensemble, les systèmes génèrent une valeur d’état de charge totale pour l’ensemble du parc de batteries. Le système nécessite un dispositif de surveillance GX. Pour de plus amples informations sur les marques compatibles avec Victron et comment les configurer, voir le lien suivant : https://www.victronenergy.com/live/battery_compatibility:start.

3.3. Câblage d’un parc de batteries en parallèle

Le câblage d’un parc de batteries est important

La manière dont un groupe de batteries est câblé dans le système est importante. Lors du câblage d’un parc de batteries, il est facile de faire une erreur. L’une des erreurs les plus courantes consiste à connecter toutes les batteries en parallèle avant de connecter un côté du parc de batteries parallèles à l’installation électrique. Comme indiqué sur l’image de droite.

Que se passe-t-il quand un consommateur est connecté ?

Le flux d’énergie provenant de la batterie du dessous ne passe que par les fils de connexion principaux. En comparaison, l’énergie provenant des batteries suivantes doit traverser la connexion principale et les fils d’interconnexion supplémentaires pour atteindre la batterie suivante. À mesure que le nombre de batteries augmente, le nombre de fils d’interconnexion augmente également. Il en résulte une diminution du courant disponible de la batterie du dessus par rapport à la batterie du dessous.

Que se passe-t-il si le parc de batteries est chargé ?

La batterie du dessous est chargée avec une plus forte intensité que celle du dessus. La batterie du dessus est chargée avec une tension inférieure à celle du dessous. Il en résulte que la batterie du dessous est plus sollicitée, plus déchargée et plus chargée. La batterie du dessous sera usée prématurément.

Pourquoi faut-il tenir compte de la résistance des câbles lors du câblage du parc de batteries ?

Souvenez-vous qu’un câble est une résistance. Plus le câble est long, plus la résistance est forte. De plus, les cosses des câbles et les connexions de la batterie ajoutent encore de la résistance.

Pour donner une idée de ce phénomène, la résistance totale d’un câble de 20 cm et 35 mm² avec des cosses attachées est d’environ 1,5 mΩ. Vous pouvez penser que 1,5 mΩ n’est pas beaucoup, mais n’oubliez pas que la résistance interne d’une batterie est également faible. Par conséquent, cette résistance a une grande importance ! La résistance interne d’une batterie est généralement comprise entre 10 et 3 mΩ.

Si vous construisez le schéma électrique d’un parc de batteries mal câblé, il ressemblera à ceci :

Le courant choisira toujours le chemin de moindre résistance. La majeure partie du courant passera donc par la batterie du dessous. Et seule une petite quantité de courant passera par la batterie du dessus.

Pour connecter correctement plusieurs batteries en parallèle, vous devez donc faire en sorte que le trajet total du courant entrant et sortant de chaque batterie soit de même longueur.

Il existe quatre façons de câbler correctement un parc de batteries en parallèle :
Utiliser des barres omnibus.
Connecter en utilisant les bornes positives et négatives. Veiller à ce que la longueur du câble entre chaque borne et chaque batterie soit égale.
Brancher à mi-chemin. Veiller à ce que tous les câbles aient la même épaisseur.
Connecter les batteries en diagonale. Notez que si cette façon de connecter les batteries est simple et efficace, elle n’est pas parfaite. Il peut encore y avoir de légères différences entre les courants de chaque batterie.

3.4. Équilibrage d’un parc de batteries au plomb

Lorsque vous créez un parc de batteries au plomb avec une tension plus élevée, comme 24 ou 48 V, vous devez connecter plusieurs batteries 12 V en série. Cependant, le fait de connecter des batteries en série pose un problème, à savoir que les batteries ne sont pas électriquement identiques. Leurs résistances internes sont légèrement différentes. Ainsi, lors du chargement de batteries connectées en série, cette différence de résistance provoque une variation des tensions aux bornes de chaque batterie. Leurs tensions sont alors « déséquilibrées ». Ce « déséquilibre » augmentera avec le temps et fera qu’une des batteries sera constamment surchargée tandis que l’autre sera constamment sous-chargée. Cela entraînera une usure prématurée de l’une des batteries de la série.

Comment vérifier si un parc de batteries est équilibré :
Chargez le parc de batteries. Mesurez vers la fin de la phase de charge de masse. C’est la phase où le chargeur charge à pleine intensité. Mesurez la tension individuelle de l’une des batteries. Mesurez la tension individuelle de l’autre batterie. Comparez les tensions. S’il existe une différence notable entre ces tensions, c’est que le parc de batteries est déséquilibré.

Comment éviter un déséquilibre des batteries lors de l’installation initiale :

Pour éviter un déséquilibre initial des batteries, assurez-vous de charger complètement chacune des batteries avant de les connecter en série (et/ou en parallèle). Pour éviter tout déséquilibre ultérieur, à mesure que les batteries vieilliront, utilisez un équilibreur de batteries. L’équilibreur de batteries se connecte à un système comme illustré à droite. Il mesure la tension du parc de batteries ainsi que la tension individuelle de chaque batterie.

Comment fonctionne l’équilibreur de batterie :

L’équilibreur de batterie s’active dès que le parc de batteries est en cours de charge et que la tension de charge dépasse 27,3 V.
L’équilibreur de batterie commence alors à mesurer et à comparer les tensions des deux batteries.
Dès qu’il détecte une différence de tension de plus de 0,1 V entre les deux batteries, un voyant s’allume sur l’équilibreur qui commence à équilibrer les deux batteries.
Pour ce faire, il décharge la batterie dont la tension est la plus forte en y prélevant un courant pouvant atteindre 0,7 A jusqu’à ce que les tensions des deux batteries soient identiques.

Battery_bank_midpoint_-_Battery_balancer_during_charging.png

Si l’équilibrage de la batterie n’a pas l’effet souhaité et que la différence de tension dépasse 0,2 V, c’est que le déséquilibre entre les batteries est trop important pour être corrigé. Ce problème indique très probablement que l’une des batteries est défaillante. L’équilibreur de batterie émet alors un avertissement sonore et active son relais d’alarme.

Pour un système de 24 V, un seul équilibreur de batterie est nécessaire. Et pour un système de 48 V, trois équilibreurs de batterie sont nécessaires, un entre chaque batterie.

Pour de plus amples informations, consultez la page produit de l’équilibreur de batterie à l’adresse suivante : https://www.victronenergy.fr/batteries/battery-balancer

3.5. Point médian du parc de batteries

Le déséquilibre des batteries peut être détecté en examinant la tension du point médian d’un parc de batteries. Si la tension du point médian est surveillée, elle peut être utilisée pour générer une alarme lorsqu’elle dévie au-delà d’une certaine valeur.

Un équilibreur de batterie et un contrôleur de batterie peuvent tous deux générer une alarme de point médian.

Les contrôleurs de batterie BMV 702, BMV 712 et SmartShunt disposent tous d’une deuxième entrée de tension qui peut être utilisée pour la surveillance du point médian. Ils peuvent être connectés au point médian du parc de batteries. Le contrôleur de batterie affichera la différence entre les deux tensions ou sous forme de pourcentage. Pour de plus amples informations, consultez la page produit du contrôleur de batterie à l’adresse suivante : https://www.victronenergy.fr/battery-monitors

Le déclenchement d’une alarme de tension médiane peut avoir les causes suivantes :

Une batterie individuelle est tombée en panne, par exemple en raison d’une cellule ouverte ou en court-circuit.
Une ou plusieurs batteries ont atteint la fin de leur durée de vie en raison de la sulfatation ou de la perte de matière active.
Une égalisation est nécessaire (uniquement pour les cellules humides).

Dans un groupe de batteries en série/parallèle, il peut être utile de connecter les points médians de chaque chaîne de batteries connectées en parallèle puis en série. Cela permet d’éliminer le déséquilibre dans le parc de batteries.

Comment connecter les points médians :
Si vous connectez des batteries en série/parallèle, comme sur l’image de droite, vous verrez que les tensions individuelles varient d’une chaîne à l’autre et également au sein d’une même chaîne.
Assurez-vous d’abord que chaque chaîne a la même tension en utilisant un point de connexion commun négatif et positif ou une barre omnibus.
Une fois que la tension de chaque chaîne est égale, les points médians peuvent être connectés. Assurez-vous que le câblage du point médian est capable de transporter le courant total entre les batteries.
Une fois le point médian du parc de batteries connecté, vous pouvez utiliser un seul équilibreur de batteries au lieu de trois (un pour chaque chaîne). En outre, un seul contrôleur de batterie (BMV) peut être utilisé pour surveiller la tension médiane de tout le parc de batteries.

Ne connectez pas de consommateurs au point médian d’une batterie :

Il est déconseillé de connecter des consommateurs au point médian d’un parc de batteries afin de pouvoir faire fonctionner des consommateurs qui nécessitent une tension inférieure. Cela créerait un déséquilibre important dans le parc de batteries. Ce déséquilibre est bien supérieur à la capacité de rectification d’un équilibreur de batterie (plus de 0,7 A) et la batterie utilisée pour fournir la tension la plus faible s’usera prématurément.

La seule raison d’utiliser les points médians d’un parc de batteries est à des fins d’équilibrage et/ou de surveillance.

Ne faites pas cela :

Mais utilisez plutôt un convertisseur CC-CC Orion :

Battery_bank_midpoint_-_Do_not_take_12V_from_24V_bank.png

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