Charger la batterie cellule en roulant : coupleur séparateur, booster DC-DC et alternateur Euro 6

Rouler recharge la batterie cellule, à condition que le lien entre l’alternateur et cette batterie soit adapté au véhicule et au type de batterie. C’est, avec le soleil et la borne, l’une des trois sources de recharge que traite le guide de l’électricité embarquée d’un camping-car. Cette page explique les deux solutions, le coupleur séparateur et le chargeur DC-DC, et pourquoi les véhicules Euro 6 compliquent les choses. Elle ne donne pas de schéma de câblage : l’installation suit la notice de l’appareil et les règles du constructeur du véhicule.

Le principe : relier les batteries moteur tournant

L’alternateur recharge d’abord la batterie de démarrage. La batterie cellule doit en être séparée à l’arrêt, pour que la vie à bord ne vide pas la batterie qui démarre le moteur. Ford définit ainsi une batterie auxiliaire comme une batterie isolée par un relais de la batterie principale et de l’alternateur, destinée aux consommations contact coupé sans compromettre le démarrage ¹.

Parmi les appareils qui assurent ce lien, cette page en présente trois : le coupleur séparateur, un relais qui relie les deux batteries quand le moteur tourne ; le répartiteur à diodes ; et le chargeur DC-DC, qui recharge la batterie cellule avec son propre profil.

Le coupleur séparateur

Un coupleur séparateur automatique mesure la tension et ferme son relais quand l’alternateur charge. Le Cyrix-ct de Victron, par exemple, relie les batteries quand la tension atteint 13 à 13,8 V en 12 V, avec un délai qui va d’environ 10 minutes vers 13 V à environ 4 secondes au-dessus de 13,6 V ; il les sépare entre 11 et 12,8 V selon la tension et sa tendance, reste fermé de 12,8 à 16 V et les sépare aussi au-delà de 16 V, par sécurité contre la surtension. Son fabricant souligne qu’il ne fait presque pas perdre de tension, contrairement à un répartiteur à diodes ².

Un répartiteur à diodes fait en effet chuter la tension : environ 0,3 V à faible courant et 0,45 V au courant nominal pour les modèles Argodiode de Victron. Le fabricant prévient que les batteries risquent alors de ne pas être chargées à 100 % et de vieillir prématurément ³.

Tester un coupleur. Moteur tournant, la tension de la batterie cellule doit rejoindre celle de la batterie moteur quand le coupleur se ferme. Si la batterie moteur dépasse le seuil de fermeture de votre modèle et que la batterie cellule ne bouge pas, cherchez du côté du coupleur ou d’un fusible ; si la batterie moteur n’atteint jamais ce seuil, voyez la partie sur l’alternateur Euro 6 ci-dessous.

Avec une batterie lithium. Pour ses batteries LiFePO4 pilotées par son BMS VE.Bus, Victron vend une version distincte de son coupleur : le Cyrix-Li-ct ne relie la batterie au plomb de démarrage et la batterie lithium que si ce BMS autorise la charge et à partir de 13,4 V, et les sépare dès que la tension descend sous 13,2 V ⁴. Deux fabricants de batteries lithium demandent ou conseillent plutôt un chargeur DC-DC : Super B pour ses batteries Epsilon, Liontron avec une batterie de démarrage au plomb ^{5 6} ; Victron, qui fabrique aussi des batteries lithium, propose d’autres solutions (voir plus bas).

L'alternateur « intelligent » des véhicules Euro 6

Sur les véhicules Euro 6, l’alternateur est piloté par le véhicule et n’est plus réglé sur une tension fixe, selon Victron ⁷. Le fabricant explique qu’un alternateur intelligent délivre une tension variable, de 12,5 à 15 V environ dans un circuit 12 V, et peut s’arrêter un moment ; la batterie de démarrage redescend alors à sa tension de repos, autour de 12,6 V ⁷. Votronic, autre fabricant de chargeurs, décrit sur les véhicules Euro 6 une tension qui varie fortement selon la conduite, de 12,6 à 15,5 V ⁸. Pour Victron, ces alternateurs fournissent souvent une tension trop basse même moteur tournant, d’où l’intérêt d’une charge contrôlée ⁹.

Une conséquence pour la batterie cellule, selon nous : un coupleur qui se ferme au-dessus d’une certaine tension s’ouvre et se ferme au gré de l’alternateur, et la batterie cellule ne reçoit qu’une charge partielle. Autre point, que relève Victron : le signal « D+ », qui indique que l’alternateur fonctionne et peut commander un chargeur ⁸, n’est souvent plus fourni sur les véhicules Euro 6 ⁷.

Votre batterie cellule ne charge pas en roulant ? Trois vérifications.

1. Moteur tournant, mesurez la tension de la batterie moteur pendant quelques minutes de route ou de ralenti. Si elle descend régulièrement sous 13 V, votre alternateur est probablement piloté : un coupleur ne suffira pas (notre lecture des valeurs données par Victron et Votronic ^{7 8}).
2. Mesurez en même temps la tension de la batterie cellule. Si elle reste nettement plus basse que celle de la batterie moteur quand celle-ci dépasse le seuil de votre coupleur, cherchez du côté du coupleur, qui ne se ferme pas, ou d’un fusible.
3. Vérifiez le signal qui commande votre coupleur ou votre chargeur : un relais commandé par le D+ ne fonctionne pas si le véhicule ne fournit plus ce signal ⁷.

Ces mesures se font au voltmètre, sans rien débrancher. Pour une intervention sur le circuit, faites appel à un professionnel.

Le chargeur DC-DC, ou booster

Un chargeur DC-DC prend le courant de la batterie de démarrage et recharge la batterie cellule avec ses propres étapes de charge, comme un chargeur 230 V : l’Orion-Tr Smart de Victron charge en trois phases (charge principale, absorption, maintien), avec une absorption fixée à 2 heures par défaut pour le lithium ⁷. Il limite le courant à sa valeur nominale : 18 A ou 30 A en continu pour les modèles 12/12-18 et 12/12-30 de cette gamme ⁷, réglable de 1 à 50 A sur l’Orion XS 12/12-50A ⁹.

Savoir quand le moteur tourne. Sans signal D+, le chargeur surveille la tension. Avec le réglage « alternateur intelligent », l’Orion-Tr Smart démarre la charge à 14 V, ou à 13,3 V au bout de 120 secondes, et l’arrête quand la tension reste sous 13,1 V plus d’une minute ⁷. Votronic recommande au contraire, pour les véhicules Euro 6, de commander son VCC 1212-30 par le signal D+ du véhicule, et réserve la commande par la tension aux alternateurs classiques ⁸. Victron déconseille de commander le chargeur par le contact du véhicule, car la batterie de démarrage risque de se vider ⁷ ; Votronic prévient que, branché ainsi, son chargeur peut décharger fortement la batterie de démarrage moteur arrêté ⁸.

Pourquoi il protège l’alternateur avec le lithium. Une batterie lithium a une résistance interne très faible et accepte un courant de charge beaucoup plus fort qu’une batterie au plomb ¹⁰. Victron demande donc d’éviter de surcharger l’alternateur : soit un alternateur dont le courant nominal atteint au moins le double de la capacité de la batterie (400 A pour 200 Ah), soit un régulateur d’alternateur piloté en température, soit un chargeur ou un convertisseur DC-DC qui limite le courant, soit un BMS qui limite le courant venant de l’alternateur ¹⁰. Le même fabricant affirme que la plupart des alternateurs 12 V surchauffent et lâchent s’ils tournent à leur débit maximal plus de 5 minutes ¹¹.

D’autres fabricants de batteries demandent ou conseillent aussi un chargeur DC-DC, pour une autre raison que la protection de l’alternateur : Super B l’exige pour que ses batteries Epsilon, rechargées par l’alternateur, reçoivent une courbe de charge adaptée ⁵, et Liontron le recommande avec une batterie de démarrage au plomb, pour ne jamais relier directement plomb et lithium ⁶. L’ADAC le juge pratiquement obligatoire dans ce cas, la batterie de démarrage au plomb n’ayant pas la même courbe de charge qu’une batterie lithium ¹².

En veille, un chargeur DC-DC consomme peu : moins de 1 mA pour l’Orion-Tr Smart ⁷, 3 à 7 mA pour le Votronic VCC 1212-30 ⁸.

Booster ou coupleur, et quel ampérage

Sources du tableau : ^{2 4 7 8 9 5 6 12}.

Selon nous, un coupleur reste envisageable avec une batterie au plomb sur un véhicule ancien dont l’alternateur fournit une tension stable. Dès que le véhicule est Euro 6, Victron et Votronic décrivent le chargeur DC-DC ^{7 8} ; avec une batterie lithium, Super B l’exige pour ses batteries Epsilon et Liontron le conseille si la batterie de démarrage est au plomb ^{5 6}, tandis que Victron propose aussi, pour ses propres batteries lithium, un coupleur piloté par son BMS et un BMS dont l’entrée alternateur limite le courant ^{4 11}.

L’ampérage. Le courant du chargeur fixe ce que vous récupérez par heure de route : 18 Ah avec un modèle de 18 A, 30 Ah avec 30 A, 50 Ah avec 50 A, tant que la batterie accepte ce courant (notre calcul). Recharger 80 Ah demande ainsi environ 4 h 30 à 18 A, 2 h 40 à 30 A et 1 h 40 à 50 A (notre calcul, à courant constant, sans la fin de charge, plus lente). Trois limites encadrent ce choix :

• Le véhicule. Le guide carrossier que Mercedes publie pour le Sprinter aux États-Unis et au Canada plafonne à 80 A le courant total à travers le relais de la batterie auxiliaire, charge comprise ¹³ ; nous n’avons pas lu l’édition européenne, qui peut différer.
• La batterie. Elle a son propre courant de charge maximal : 90 A pour une Super B Epsilon de 100 Ah ⁵, 50 A conseillés pour une Liontron LX de 100 Ah ¹⁴.
• Les câbles. Plus le courant est fort, plus les câbles doivent être gros. Pour l’Orion-Tr Smart en 12 V, Victron recommande un fusible de 60 A et une section minimale de 6 mm² pour 0,5 m de câble entre la batterie et le chargeur, 10 mm² jusqu’à 2 m et 16 mm² à 5 et 10 m ⁷. Le calculateur de chute de tension montre l’effet de la longueur.

Ce que permettent les constructeurs de véhicules

Les constructeurs fixent des règles aux aménageurs. Pour le Sprinter BM907, le guide carrossier que Mercedes publie pour les États-Unis et le Canada (édition 2024) interdit de brancher directement sur le réseau du véhicule une batterie auxiliaire de plus de 100 Ah ; la batterie auxiliaire doit être du même type (AGM) que celle du véhicule et passer par le relais et le fusible d’origine, un relais séparateur ajouté après coup étant interdit ; une autre technologie de batterie impose un limiteur de courant, chargeur ou convertisseur DC-DC réglé à 80 A au plus (40 A sur l’eSprinter). Ce guide interdit aussi de charger la batterie de démarrage avec un régulateur solaire ¹³. Nous n’avons pas lu l’édition européenne, qui peut différer. Pour ses véhicules nord-américains, Ford demande que la consommation, contact coupé, de l’ensemble des équipements branchés sur les batteries principales ne dépasse pas 28 mA, faute de quoi ces équipements doivent passer par une batterie auxiliaire ou isolée, et interdit de modifier la ligne de mesure de tension de l’alternateur ¹.

Avant d’installer quoi que ce soit, consultez le guide de carrossier de votre véhicule ou faites poser le chargeur par un professionnel qui le connaît.

Recharger une station électrique portable en roulant

Une station électrique, ou batterie nomade, peut aussi se recharger sur la prise 12 V du véhicule, mais avec peu de puissance. Sur le Renault Master 4, par exemple, Renault limite chaque prise accessoires à 120 W et l’ensemble des prises utilisées en même temps à 180 W, en raison du risque d’incendie ¹⁵.