A batterie lithium slimline Cela permet de réduire la profondeur d'installation, mais la batterie ne constitue qu'un élément parmi d'autres d'un système d'alimentation fiable pour la verrière. La charge, la protection contre les surintensités, l'isolation, la surveillance, la distribution, l'acheminement des câbles, la gestion thermique et l'accès pour l'entretien doivent être intégrés dans une conception globale.
Pour les fabricants de capotes, les équipementiers de flottes, les électriciens automobiles et les marques de distributeur, un bon tableau de commande doit pouvoir être assemblé facilement et de manière répétée, être simple à contrôler et ne pas prêter à des erreurs de raccordement. Les sections de câbles définitives, les dispositifs de protection, la mise à la terre et les détails relatifs à la conformité doivent être vérifiés en fonction du véhicule, des manuels d’équipement et des exigences d’installation applicables.
Batterie au lithium Kamada Power 12 V 100 Ah, modèle ultraplat
Qu'est-ce qu'un tableau de commande de verrière 12 V ?
Un tableau de commande de 12 V pour l'auvent constitue la plate-forme organisée de montage et de câblage du système électrique auxiliaire. Il comprend généralement :
| Fonction | Composants types | Objectif de conception |
|---|
| Stockage | Batterie LiFePO4 ultraplate | Fixation solide et sûre, accès aux bornes |
| Chargement | Chargeur CC-CC, chargeur MPPT ou chargeur combiné | Fonctionnement correct en termes de tension, de courant et de température |
| Protection principale | Fusible ou disjoncteur à courant continu, sectionneur | Protéger les conducteurs et assurer une isolation sûre |
| Contrôle | Shunt, écran ou interface de communication | Mesurer l'intensité de courant prévue pour la batterie |
| Distribution | Barres omnibus positives et négatives, boîte à fusibles | Circuits dérivés dégagés et protégés |
| Contrôle de l'utilisateur | Tableau électrique, prises, USB-C, prises de courant | Fonctionnement simple, sans câblage complexe |
| Documentation | Schéma de câblage, liste des fusibles, étiquettes | Une installation reproductible et un dépannage plus rapide |
Le circuit imprimé doit présenter un cheminement logique de l'alimentation. Un circuit imprimé, aussi esthétique soit-il, présentant des câbles entrecroisés, des fusibles cachés, un espace insuffisant au niveau des bornes ou des charges contournant le shunt, ne constitue pas une conception professionnelle.
Commencez par l'enveloppe de l'installation
Piles au lithium de faible épaisseur sont choisies pour les espaces restreints situés derrière les tiroirs, les sièges, les parois de l'auvent, les passages de roue ou les panneaux d'accès. Une dimension nominale ne suffit pas. Vérifiez :
- longueur, largeur et profondeur maximales ;
- hauteur de la borne et du capot de protection ;
- jeu entre la cosse et le coude ;
- sens de montage approuvé par le fournisseur de la batterie ;
- points de fixation et de retenue ;
- accès au fusible principal, au sectionneur, au shunt et au bouton de réinitialisation du BMS ou au port de communication ;
- parcours de retrait sans démontage des équipements non concernés ;
- exposition à l'eau, à la poussière, aux chocs liés au fret et à la chaleur ;
- limites de charge utile et limites structurelles.
Même si une batterie s'adapte à l'espace libre, son installation peut s'avérer impossible une fois que l'on y ajoute les cosses de câble, les porte-fusibles, les couvercles, les tiroirs, les garnitures et les outils d'entretien.
Tracer les chemins électriques avant de placer les composants
Utilisez les chemins d'accès actuels pour déterminer la mise en page :
Source du véhicule → protection côté source → chargeur CC-CC
→ protection de sortie du chargeur si nécessaire → batterie auxiliaire
Panneau solaire → régulateur solaire compatible ou entrée solaire CC-CC
→ batterie auxiliaire / bus CC homologué
Pôle positif de la batterie → protection principale → sectionneur → barre omnibus positive
→ fusible de dérivation → interrupteur ou régulateur → charge
Pôle négatif de la batterie → côté batterie du shunt → côté système du shunt
→ barre omnibus négative → chargeurs et charges
L'ordre exact entre le fusible principal et le sectionneur dépend de la conception approuvée et des exigences propres à l'appareil, mais le conducteur relié à la batterie doit être protégé aussi près que possible de sa source. Les câbles à courant fort doivent être courts et suivre un tracé direct, et il convient de les séparer, dans la mesure du possible, des câbles de surveillance et de communication à faible intensité.
Commencez par installer la batterie
La batterie est généralement le composant le plus volumineux et le plus lourd. Ne vous contentez pas de vérifier sa capacité en ampères-heures :
| Article « Batterie » | Pourquoi c'est important |
|---|
| Courant continu et courant de crête du BMS | Doit supporter des charges combinées et des pics de charge réalistes |
| Courant de charge recommandé et maximal | Critères de sélection des convertisseurs CC-CC et des chargeurs solaires |
| Plage de tension de charge | Doit correspondre aux paramètres réels du chargeur |
| Type et orientation du terminal | Permet de contrôler le positionnement des fusibles et le cheminement des câbles |
| Limites de température | Cela a une incidence sur le démarrage à froid et le fonctionnement à chaud |
| Restrictions de montage | Empêche les instructions d'installation non prises en charge |
| Indice de protection IP | Cela s'applique au boîtier testé, et non à l'ensemble de la carte |
| Limites en série/parallèle | Il faut le préciser plutôt que de le supposer |
Ne placez pas de chargeurs, d'onduleurs ou de sorties d'air chaud directement contre la batterie, sauf si les fabricants de ces équipements ont approuvé cette configuration thermique.
Fusible principal ou disjoncteur
Le dispositif de protection principal sert avant tout à protéger le conducteur positif en cas de court-circuit. Son choix ne doit pas se fonder uniquement sur la capacité de la batterie.
Critique :
- intensité admissible du câble après prise en compte de la température et de la réduction de capacité due au regroupement ;
- courant nominal et courant de pointe ;
- capacité de la batterie à supporter un courant de défaut ;
- Limites et fonctionnement du BMS ;
- longueur du câble et exposition du cheminement ;
- protection de la dérivation en aval ;
- exigences des fabricants d'équipements.
Un disjoncteur n'est pas automatiquement interchangeable avec un fusible. Utilisez un dispositif explicitement adapté à la tension continue et à l'intensité de défaut du système. Vérifiez la capacité de coupure en courant continu, la puissance nominale des bornes, l'adéquation aux conditions environnementales et assurez-vous que le dispositif est homologué pour une commutation répétée. Un dispositif capable de supporter le courant normal mais incapable d'interrompre en toute sécurité le courant de défaut éventuel ne constitue pas une protection adéquate.
Le dispositif de protection doit rester visible et pouvoir être remplacé. Le fait de le dissimuler derrière des tiroirs fixes ou des équipements incite à le contourner de manière dangereuse lors des opérations d'entretien.
Point d'isolation de la batterie
Un isolateur facilite les opérations de maintenance, de stockage, de transport et d'analyse des défauts. Il doit :
- conçu pour la tension continue et le courant prévu ;
- situé sur le trajet positif principal prévu ;
- accessible sans devoir installer un chemin de câbles inutilement long ;
- protégés contre tout fonctionnement accidentel lorsque cela est nécessaire ;
- étiquetés conformément au schéma de câblage.
L'isolation ne remplace pas la protection contre les surintensités, et un interrupteur ne doit pas être ouvert lorsque la charge dépasse son courant nominal de commutation.
Chargeur CC-CC et entrée solaire
Le simple fait d'utiliser une batterie au lithium ne garantit pas la compatibilité. Vérifiez la tension de charge réelle, le courant de charge, le comportement à basse température, la compatibilité avec l'alternateur, la plage de tension d'entrée, la logique d'allumage, les limites d'alimentation solaire, ainsi que la possibilité de faire fonctionner simultanément les entrées de l'alternateur et de l'installation solaire.
Installez le chargeur à l'endroit suivant :
- le tracé du câble est pratique ;
- les distances de refroidissement prescrites par le fabricant sont respectées ;
- le matériel entreposé ne doit pas obstruer les évents ni les dissipateurs thermiques ;
- les voyants d'état et les bornes peuvent être inspectés ;
- Le remplacement ne nécessite pas de retirer la batterie ni le boîtier à fusibles.
Choisissez l'intensité de charge en tenant compte de l'intensité de charge admissible de la batterie, de la marge de capacité de l'alternateur, de la durée de conduite, des charges simultanées, du tracé des câbles et du déclassement thermique. Le chargeur le plus puissant n'est pas forcément la solution la plus rapide et la plus fiable.
Disposition des shunts et du côté négatif
Un shunt ne mesure le courant que lorsque celui-ci le traverse. Le montage habituel est le suivant :
Pôle négatif de la batterie → côté batterie du shunt
→ côté système du shunt → barre omnibus négative
→ tous les chargeurs et charges mesurés
Ne branchez pas de chargeur, d'onduleur, de réfrigérateur ou d'accessoire directement sur le pôle négatif de la batterie si celui-ci doit être pris en compte dans le calcul du moniteur. Indiquez clairement les deux côtés du shunt.
La relation entre la borne négative de la batterie, la barre omnibus négative et le châssis du véhicule doit être précisée dans le schéma électrique. Une mise à la terre du châssis peut être requise par l'équipement ou la conception du véhicule, mais un mélange non contrôlé entre les retours par le châssis et les retours directs vers la borne négative de la batterie peut entraîner une surveillance imprécise et compliquer la recherche des pannes. Utilisez systématiquement la méthode de mise à la terre approuvée pour l'ensemble de la flotte.
Barres omnibus, boîte à fusibles et tableau de commande
Les barres omnibus empêchent l'accumulation excessive de cosses de câble sur les bornes de la batterie et permettent d'obtenir des points de connexion bien dégagés. Choisissez-les en fonction du courant prévu et protégez les surfaces sous tension (pôle positif) contre tout contact accidentel.
Le coffret électrique doit :
- rester accessible même lorsque la verrière est chargée ;
- disposer d'un schéma de circuit résistant ;
- utiliser des fusibles dont les calibres sont adaptés à chaque conducteur de dérivation et à chaque charge ;
- séparer, si nécessaire, les circuits à fort courant, tels que les onduleurs ou les compresseurs ;
- prévoir une marge de capacité réservée pour les futurs accessoires approuvés.
Le tableau de commande contrôle les charges ; il ne supporte pas nécessairement la totalité du courant de charge. Les équipements à fort courant peuvent nécessiter un relais, un contacteur ou un contrôleur dédié. Veillez à ce que les caractéristiques techniques de l'interrupteur, du relais, du connecteur, du câble et du fusible soient adaptées à un même circuit.
Zones recommandées pour les planches
Un tableau pratique distingue généralement :
- Zone de protection de la batterie et du réseau principal — bornes de batterie, fusible principal, sectionneur.
- Zone de charge à courant élevé — Chargeur CC-CC et principaux chemins de câbles.
- Surveillance et zone négative — dérivation et barre omnibus négative.
- Zone de distribution — barre omnibus positive, coffret de dérivation, relais.
- Zone de contrôle utilisateur — interrupteurs, écrans, prises et étiquettes.
- Zone de communication — CAN, RS485, espace libre pour l'antenne Bluetooth ou câbles de moniteur, le cas échéant.
Il n'est pas nécessaire que ces zones soient physiquement éloignées les unes des autres. Elles doivent toutefois être bien délimitées visuellement et électriquement, avec des passages contrôlés et des courbures de câbles adaptées.
Liste de contrôle pratique pour l'agencement
Avant de percer la planche, vérifiez les points suivants :
- dimensions de la batterie à partir de l'échantillon réel ;
- orientation des cosses de câble et rayon de courbure ;
- accès au fusible principal et procédure de remplacement ;
- Valeurs nominales en courant continu et capacité de coupure des dispositifs de protection ;
- espace libre nécessaire au refroidissement du chargeur et de l'onduleur ;
- côté batterie et côté système ;
- méthode dite « chassis-bond » ou « negative-return » ;
- aucun câble positif non protégé ne doit passer à travers un métal tranchant ;
- œillets, protection contre l'abrasion et dispositif anti-traction ;
- valeurs de couple pour les raccordements de la batterie, des barres omnibus et des fusibles ;
- visibilité des étiquettes une fois les tiroirs et les compartiments de rangement installés ;
- l'espace nécessaire pour retirer chaque composant du service ;
- schéma de câblage définitif et liste des fusibles correspondant au circuit imprimé tel que réalisé.
Validation des échantillons pour les projets OEM et de flottes
Un échantillon doit être testé en tant que carte complète, et non pas uniquement en tant que batterie.
Revue mécanique
Vérifiez l'ajustement, la rigidité des supports, le jeu au niveau des bornes, les courbures des câbles, l'accès aux fusibles, le bon fonctionnement des tiroirs, le risque d'impact sur le chargement, la facilité de démontage pour l'entretien et la visibilité des étiquettes.
Revue d'électricité
Tester le chargeur CC-CC proprement dit, l'entrée solaire, les charges courantes, l'onduleur (le cas échéant), la chute de tension, le fonctionnement simultané de la charge et de la recharge, la réactivation en cas de faible niveau de charge (SOC) et la reprise du BMS après des événements de protection.
Analyse thermique
Faites fonctionner le chargeur et les charges à fort courant dans des conditions représentatives d'un habitacle fermé. Enregistrez les températures des composants ainsi que toute réduction de puissance du chargeur ou de l'onduleur. Un bref essai au banc à l'air libre ne permet pas de valider les conditions à l'intérieur d'un véhicule en situation de chaleur.
Bilan de production
Consigner le modèle de batterie approuvé, les paramètres du BMS, l'orientation des bornes, le schéma de la carte, les spécifications des câbles, la liste des fusibles, les étiquettes, les couples de serrage requis, le micrologiciel le cas échéant, ainsi que les photos d'inspection. Toute modification ultérieure devra faire l'objet d'une approbation documentée.
Informations requises avant l'établissement d'un devis
Envoyez au fournisseur ou à l'installateur :
- plans de la verrière et du tablier ;
- espace maximal réservé à la batterie et chemin de retrait ;
- tension de la batterie et apport énergétique quotidien recommandé ;
- charges continues et de pointe ;
- puissance nominale et puissance de pointe de l'onduleur ;
- Modèles de chargeurs CC-CC et de régulateurs solaires ;
- limites de tension et de courant du générateur photovoltaïque ;
- longueurs des câbles et tracé prévu ;
- température de fonctionnement et conditions d'exposition ;
- méthode de mise à la terre, si elle est déjà définie ;
- schéma du coffret électrique et du tableau de commande ;
- les exigences en matière de suivi et de communication ;
- marque de distributeur, documentation et exigences en matière de quantités ;
- Exemples de critères de réussite/échec.
Ces informations permettent d'éviter qu'une batterie en bon état technique ne tombe en panne en raison de la position des bornes, d'une incompatibilité avec le chargeur, d'un dispositif de protection inaccessible ou d'une disposition inadaptée du circuit imprimé.
Quand une disposition « Slimline » n'est pas adaptée
Il convient de revoir la conception lorsque :
- l'onduleur demandé dépasse la capacité de la batterie ou du BMS ;
- le conducteur positif principal ne peut pas être protégé correctement ;
- la batterie ne peut être immobilisée ou retirée en toute sécurité ;
- le tracé du câble devient long, exposé ou difficile à sécuriser ;
- la chaleur générée par le chargeur et l'onduleur ne peut pas être gérée ;
- le compartiment est soumis à un lavage à haute pression ou à des chocs dus au chargement sans protection adéquate ;
- On s'attend à ce qu'une carte universelle s'adapte à différents véhicules sans vérifier l'espace disponible, le fonctionnement de l'alternateur, la mise à la terre et l'accès pour l'entretien.
Les boîtiers ultraplats permettent de résoudre un problème de profondeur. Ils ne suppriment toutefois pas les contraintes électriques, mécaniques, thermiques ou de conformité.
Conclusion
La conception d'un tableau de commande de verrière 12 V fiable commence par la définition du circuit complet du courant, et non par la disposition visible des composants. Il faut d'abord positionner la batterie, protéger correctement les conducteurs d'alimentation, utiliser des dispositifs de protection adaptés au courant continu avec une capacité de coupure suffisante, faire passer tout le courant mesuré par le shunt, définir la stratégie relative au pôle négatif et au châssis, et veiller à ce que tous les éléments d'entretien restent accessibles.
Pour les projets OEM et de flottes, enregistrez la carte approuvée en tant que configuration contrôlée, accompagnée d'un schéma de câblage, d'un tableau des fusibles, d'étiquettes, des couples de serrage requis et du rapport de mise en service.Contactez nous à personnaliser une batterie au lithium ultraplate.
FAQ
Où faut-il installer le shunt ?
Installez-le sur le circuit négatif principal. Le pôle négatif de la batterie se raccorde du côté de la batterie ; la barre omnibus négative ainsi que tous les chargeurs et charges mesurés se raccordent du côté du système.
À quelle distance le fusible principal doit-il se trouver de la batterie ?
Le conducteur positif relié à la batterie doit généralement être protégé aussi près que possible de la source, dans la mesure où cela est réalisable, sous réserve de la conception approuvée et des exigences d'installation applicables. Choisissez le dispositif en fonction des besoins en matière de protection des câbles, de courant, de tension continue et de coupure en cas de défaut, et non pas uniquement en fonction de la capacité en Ah de la batterie.
Un disjoncteur peut-il remplacer le fusible principal ?
Uniquement s'il est explicitement adapté au système à courant continu, s'il dispose d'une capacité de coupure suffisante, s'il est adapté au conducteur et à la charge, et s'il est installé conformément à ses instructions. Le fait que deux appareils aient un courant nominal similaire ne signifie pas pour autant qu'ils soient équivalents.
Le chargeur CC-CC doit-il être installé à côté de la batterie ?
La proximité permet certes de réduire la longueur des câbles, mais l'espace nécessaire au refroidissement, la protection contre l'eau, l'accès aux bornes, la visibilité de l'état de fonctionnement et l'espace disponible pour le remplacement sont tout aussi importants.
Un onduleur peut-il être branché directement sur la batterie ?
L'onduleur nécessite un circuit dédié à courant élevé et protégé, adapté à la batterie, au BMS, au câble, au connecteur, au dispositif de dérivation et aux pics de consommation de l'onduleur. Ne l'ajoutez pas en tant qu'accessoire non validé.
Un même modèle de carte peut-il être utilisé sur plusieurs véhicules ?
Une plate-forme commune est envisageable, mais chaque véhicule doit tout de même faire l'objet d'une validation concernant son montage, le cheminement des câbles, le fonctionnement de l'alternateur, la mise à la terre, la ventilation, la charge utile et l'accès pour l'entretien.