Les différents moyens techniques pour charger une batterie de Camping-car

A PARTIR DE L’ALTERNATEUR

La batterie moteur est prioritairement chargée. Lorsque sa tension atteint 13,6 V (à +/- 0,1V), la batterie auxiliaire se connecte en parallèle. La charge simultanée des deux batteries durera tant que l’alternateur sera en fonctionnement.
Les deux batteries restent connectées en parallèle jusqu'à ce que la tension chute à 12,5 volts ; en dessous de ce seuil, la batterie moteur se découple. La batterie du véhicule est chargée en priorité et lorsque sa tension atteint 13,8 volts, la batterie auxiliaire est connectée automatiquement en parallèle.

 

es batteries restent couplées tant que l'alternateur est en fonctionnement.

Les divers équipements prennent leur énergie uniquement sur la batterie auxiliaire.

 

 

A PARTIR DU SECTEUR

Si le chargeur est connecté aux bornes de la batterie auxiliaire, le principe de fonctionnement est le même que lors d’une charge par l’alternateur, sauf que la batterie auxiliaire est la première à se charger.

Il existe trois types de chargeurs :

• Les chargeurs dits classiques, conçus pour une utilisation ponctuelle ou quotidienne. La tension de sortie continue (13,8 volts) est obtenue à l'aide d'un transformateur abaisseur et d'un pont de diodes.
• Les chargeurs de type « floating », ont la particularité de contrôler la charge de la batterie; lorsque la tension atteint 14 volts, la charge de la batterie s'arrête et reprend dès que cette tension est inférieure à 12,5 volts.
• Un autre genre de chargeur électronique permet de réguler en permanence la tension de sortie à 13,8 volts, indépendamment du courant absorbé par la batterie et par les récepteurs connectés. L'avantage d'un tel dispositif est d'éliminer les cycles de charges et décharges.

 

Gestion de l'énergie électrique :

L'utilisation (pompe, éclairage, chauffage...) se fera à partir des deux batteries en parallèle, ainsi on utilise au mieux les capacités des batteries. Lorsque leur tension commune sera descendue à 12,6V +/- 0,1V, la batterie principale se désaccouplera. La consommation des diverses sources d'utilisations se fera alors uniquement sur la batterie auxiliaire.

 

Exemple de chargeur pour batterie au plomb :

Le principe consiste, à partir du 220 volts, d’obtenir, à l'aide d'un dispositif électronique, une tension de 13,8 volts continu, afin d'assurer l'alimentation des circuits basse tension du camping-car et la charge des batteries.

La batterie auxiliaire est prioritaire, lorsque la tension à ses bornes atteint 13,8 volts, la batterie du véhicule est commutée automatiquement en parallèle.

Schéma électrique d’un chargeur

 

Le fonctionnement est assez simple. Une fraction de la tension de la batterie à surveiller est comparée à une tension de référence. Si la tension de la batterie est inférieure à celle-ci, la sortie du comparateur CA3140 est au niveau haut, ce qui fait conduire la diode LED du photocoupleur 4N35, débloquant le phototransistor qui active le thyristor de puissance et permet un courant de charge à travers la batterie.

Le thyristor une fois activé conduit en permanence jusqu’à ce la tension à ses bornes ou que le courant qui le traverse devienne nul; cette configuration se reproduit 100 fois par seconde du fait du redressement du courant de charge par un pont de diodes à la sortie du transformateur. Si la tension est supérieure, la sortie est au niveau bas, le transistor et le thyristor ne conduisent pas, la batterie ne se surcharge pas.

Recharge d’une batterie en fonction du temps

 

 

A PARTIR D’UN PANNEAU SOLAIRE

Le panneau solaire est une des solutions les plus intéressantes à exploiter du fait que la production d’énergie est dite « propre » : pas de pollution pour l’environnement ce qui est primordiale de nos jours. De plus c’est une énergie gratuite.
Le panneau solaire est donc largement utilisé en camping-car.

L’énergie délivrée est utilisée pour recharger la batterie auxiliaire qui alimente les différents accessoires du camping-car. L’énergie est accumulé tout au long de la journée, en particulier lorsque l’ensoleillement  est le plus fort puis est emmagasiné dans la batterie.

Les panneaux solaires utilisés en camping-car délivre une tension de 12 Volts mais lorsque l’ensoleillement est très fort, la tension peut atteindre des tensions plus fortes ce qui peut amener à dépasser la tension de la batterie en fin de charge.

Tension aux bornes d’une batterie auxiliaire :

• 11,4 V très déchargée (La batterie est probablement en fin de vie si la batterie ne se maintient pas en tension après recharge)
• 12 V mal chargée (batterie à recharger d'urgence)
• 13,8 V charge maxi (arrêt de charge large sécurité)
• 14,4 V charge maxi (c'est la tension de charge permanente sur une voiture)
• au delà de 14,4v début de création de gaz - danger

 

Il faut donc prévoir une protection contre le « reflux » pour empêcher l'accumulateur de se décharger par le panneau solaire lorsque la tension aux bornes de celui ci est plus faible ainsi qu’une protection visant à limiter la tension de charge maximale.

On utilisera donc un régulateur de charge pour pouvoir recharger la batterie auxiliaire en toute sécurité.
Le régulateur de charge assure le bon fonctionnement du panneau solaire et permet de prolonger la durée de vie des batteries et de diminuer la fréquence de son entretien. C’est donc un outil indispensable lorsque l’on utilise un panneau solaire pour recharger une batterie. Il existe plusieurs types de régulateur de charge spécialisés pour les panneaux solaires dans le commerce dédié au camping-car.

 

Quelques exemples de régulateur de charge commerciaux :


 

Régulateur Solaire en technologie MOS-FET

 

Régulateur solaire RMP/ RSC

 

Régulateur de charge et de décharge RC/12V

Fonctionnement d’un régulateur de charge :

Le régulateur de charge à deux fonctions principales :

• Une protection contre le "reflux" pour empêcher l'accumulateur de se décharger par le panneau solaire lorsque la tension aux bornes de celui ci est plus faible. Le plus souvent constitué d’une simple diode à barrière de Schottky avec la plus faible tension de seuil possible pour limiter au mieux les pertes.
• La limitation de la tension de charge. En effet, un panneau solaire de 12 Volts fournit une tension légèrement plus élevée lorsque l'ensoleillement est favorable, ce qui provoque un dépassement de la tension de l'accumulateur en fin de charge. On rajoute donc un circuit limitant la tension finale de charge (habituellement 13,8 Volts) qui déconnectera automatiquement le panneau solaire.

 

Certains régulateurs sont cependant dotés de fonctions supplémentaires :

 

• Limitation de décharge : Protection de la batterie contre les trop profondes décharges par délestage de l’utilisation.
• Charge forcée : Permet de surcharger volontairement la batterie en mode automatique ou manuel.
• Visualisation des états de fonctionnement par voyants.
• Protection contre les surtensions transitoires.
• Protection contre les inversions de polarité.

 

 

Choix d’un régulateur de charge :

• Le choix d’un régulateur de charge est issu de trois facteurs importants :
• la tension du système.
• la température d'opération.
• le courant maximal.

 

On détermine le courant maximal en additionnant tous les courants courts-circuits de tous les panneaux solaires et on multiplie le tout par 1.30.

Exemple : si on a un panneau solaire qui fournit 4.8 A en court-circuit, il suffit de multiplier 4.8 A par 1.30, ce qui est égal à 6.24 A. Dans ce cas le régulateur doit être en mesure de supporter 6.24 A.

 

Exemple d’un régulateur de charge « maison » de 53 W :
 

 

Caractéristiques techniques :

 

• Tension d'alimentation : 12 Volts fourni par l'accumulateur.
• Panneau solaire : Jusqu'à 53 W.
• Consommation propre : 2,1 mA.
• Chute de tension : 0,43 V à 3Amp.
• Plage de température : de -10° à + 45°C.
• A l'épreuve des courts-circuits et de l'inversion de polarité.

 

 

Schéma électrique :
 

 

 

 

Principe de fonctionnement :

Si la tension aux bornes de l'accumulateur dépasse celle du panneau solaire, la diode D3 empêche le courant de circuler du positif de l'accumulateur à celui du panneau solaire. Le courant de charge passe librement dans le sens contraire.

Le courant solaire peut aussi passer par D4 et T2 lorsque le transistor conduit. Ce transistor est commandé par l'amplificateur opérationnel IC1 qui fait office de comparateur.

T1 et P1 permettent de fournir une tension de référence égalisée par C1 égale à la moitié environ de la tension finale de la charge.
L'amplificateur opérationnel compare la tension de référence à la tension de l'accumulateur réduite de moitié par R1 et R2 et de 0,6V par D2. La sortie de l'amplificateur opérationnel reste au niveau bas tant que la tension de l'accumulateur est moindre que la tension finale de charge, de sorte que la voie par T2 est inhibée.

La LED "D1" est éteinte, ce qui signifie que l'intégralité du courant solaire est envoyé à l'accumulateur. Si la tension aux bornes de l'accumulateur dépasse la tension en fin de charge, la sortie du comparateur passe au niveau HAUT, D1 s'allume, ce qui fait commuter T2 et court-circuite le panneau solaire. La LED clignotera d'autant plus vite que la fin de charge est proche.

Si la tension de la batterie baisse quelque peu, le processus d'entretien de charge reprend.

 

 

 

Câblage :