Réflexions autour d'un schéma électrique : le retour

Faisant suite à ceci : , je reviens vers vous pour paufiner mon circuit de charge et stockage. Les choses sont pas mal définies déjà mais je sollicite votre aide afin que vous m'aidiez à valider certains points (i.e. que vous m'aidiez à ne pas faire de trop grosses bêtises). En particulier, je dois je pense rajouter çà et là quelques fusibles, quelques coupe-batteries, voire quelques relais.

Vous trouverez donc ci-dessous mon schéma électrique prévu. Je suis à l'écoute de tous vos retours.
Merci pour votre aide

L'équipage
09 mai 2023
10 mai 2023

Quelques compléments d'information :
- les panneaux solaires sont des 415W
- les MPPT sont des Victron 30 A
- chargeur DC/DC Victron Orion 12V/12V/30A
- Alternateur 1, type Valeo A13N, 55A
- Alternateur 2, type inconnu, 60A (alternateur de Mercedes 190D)
- Chargeur de quai, SBC 250 NRG, 25A, trois sorties, masse commune
- batterie moteur, plomb démarrage, 100Ah
- parc batteries servitude, 3 x winston 12V 90 Ah (LiYFePo4)
- shunt Victron BMV 712
- batterie tampon (pointe avant), plomb démarrage, 70 Ah
- guindeau Lofrans 1200W
- propulseur 4000W 12V
- consommateurs servitudes : frigo, pilote automatique Lecomble et Schmitt RV2, éclairage, électronique (sondeur, etc.), radar, informatique, convertisseur 220V occasionnel


10 mai 2023

Quelques idées directrices qui ont mené à ce schéma :
- Pour des raisons de sécurité, garder la batterie moteur la plus indépendante possible. Donc impossible de la vider dans autre chose que le démarreur (notamment, impossible de la vider dans le propulseur, ce qui m'a fait du soucis par le passé)
- Nécessité d'installer une batterie tampon à l'avant pour répondre aux besoins de courant du propulseur
- Installation d'un parc servitude lithium assez onéreux (on va dire que c'est de l'investissement) et donc volonté de le protéger au mieux : sources de charge maîtrisées (chargeur DC/DC, MPPT), pas de consommateurs trop gourmants en courant instantanné (par exemple le propulseur ne tire pas sur le lithium), monitoring et alarmes
- J'utilise la batterie tampon de la pointe avant comme batterie tampon du chargeur DC/DC


10 mai 2023

Pour parfaire la solution je réfléchirai a une solution d'appoint pour démarrer le moteur lorsque la batterie moteur est HS (ce qui arrive cycliquement...)


tdm2023:Merci Guillaume34 pour cette judicieuse remarque. Pour ce cas, j'imagine soit 1) un coupe circuit en dur entre le + moteur et le + servitude, mais pour le moment je ne saurais pas trop où le mettre, ni s'il faut que je rajoute du câble en grosse section, etc., soit 2) une solution de secours avec utilisation d'un câble volant avec pinces du type de ceux qu'on utilise pour dépanner les voitures (l'enjeu c'est de savoir où elle est quand on en a besoin...), 3) utilisation d'un booster lithium finalement c'est pas vraiment plus cher qu'un coupe circuit + câble et c'est plus léger...·le 10 mai 2023 10:28
Guillaume34:Perso j'utiliserai la batterie Tampon, si elle n'est pas très éloignée et que le shunt est possible via un cable volant c'est bonne solution. Sinon il faut prévoir un dispositif capable de laisser passer 300A ...·le 10 mai 2023 11:57
10 mai 2023

Tu peux très bien démarrer ton moteur sur les batteries Winston (c'est ce que je fais). Plutôt que des connexions volantes (qui peuvent générer des accidents dans la précipitation) je préférerais un commutateur 1-0-2.


tdm2023:ok, je vais étudier ça. Il va falloir au moins du 25mm2 j'imagine...·le 10 mai 2023 16:05
matelot@19001:Au moins, ouï, ça dépend de la longueur. Mais un peu de perte dans les câbles compensera la très faible résistance interne de tes 3 batteries Winston en parallèle.·le 10 mai 2023 16:24
14 mai 2023

Bonjour,
Pour les fusibles selon moi :
- pas de fusibles entre panneaux et MPPT (les câbles doivent être dimensionnés selon le courant max que produisent les panneaux donc peu de chances que ce courant soit un jour dépassé)
- fusibles entre MPPTs et batterie LFP au plus près du bus de distribution (pour mes 100/30, j'ai mis des ANL 40A)
- fusible entre batterie moteur et Orion au plus près de la batterie moteur (voir après pourquoi batterie moteur et non batterie avant)
- fusible entre batterie LFP et Orion au plus près du bus de distribution
- tu as déjà représenté le fusible principal au départ du bus de distribution du parc LFP. Reste à le dimensionner. Sur mon bateau je l'ai dimensionné en fonction de la conso max à bord. De mémoire j'ai mis un 200A. A voir en fonction de ton convertisseur principalement.

J'alimenterais l'orion par la batterie moteur plutôt que la batterie du propulseur. La batterie moteur n'est jamais déchargée contrairement à celle du propulseur. Les deux alternateurs sont apparemment équivalents et de puissance plutôt faible. Il faut d'autant plus veiller à ne pas tirer sur les batteries plomb. A mois de moteur très difficile à démarrer, une fois démarré, la batterie moteur n'absorbera jamais plus de quelques ampères car déjà chargée à 99%. Ce n'est pas le cas de la batterie propulseur qui se fait "tirer dessus" davantage que la batterie moteur et pendant plus longtemps. Il faut que l'alternateur puisse produire suffisament pour recharger la batterie et alimenter l'orion 30A. Pour moi c'est donc sur la batterie moteur qu'il faut brancher l'orion puisqu'elle est toujours pleine et ne demande quasi aucun courant l'alternateur. En plus je pense que ça sera plus simple d'un point de vue "géographique" (à moins que tu aies les LFP vers l'avant).

Concernant le schéma lui-même, je pense que tu devrais représenter les connexions et les câbles tels que tu comptes les mettre en place. Pas de connexion représentée au milieu d'un câble par exemple. Ca te permettra d'identifier les endroits où tu auras besoin de borniers de connexions, facilitera l'estimation des longueurs de câbles nécessaires dans les différentes sections.

Tu dois déjà avoir un coupe-circuit en place pour la batterie moteur et pour le parc servitude, reste à voir pour la batterie avant. Tu peux mettre un coup- circuit manuel ou plus pratique (mais plus cher ...) un coupe-circuit piloté. Il faut le mettre juste entre la batterie et le propulseur, pas entre la batterie et l'alternateur.


17 mai 2023

Merci beaucoup @Fabien83 d'avoir pris le temps d'étudier mon schéma.

  • pas de fusibles entre panneaux et MPPT (les câbles doivent être dimensionnés selon le courant max que produisent les panneaux donc peu de chances que ce courant soit un jour dépassé)

ok

  • fusibles entre MPPTs et batterie LFP au plus près du bus de distribution (pour mes 100/30, j'ai mis des ANL 40A)

mais si le MPPT se trouve déconnecté de la batterie alors que les panneaux produisent toujours, c'est le MPPT qui crame non ? quel est le risque que les MPPT produisent plus que ce qu'il est prévu par conception ? En gros, à quoi servent ces fusibles ?

  • fusible entre batterie moteur et Orion au plus près de la batterie moteur (voir après pourquoi batterie moteur et non batterie avant)

Ok, 60 A comme dit la doc ?

  • fusible entre batterie LFP et Orion au plus près du bus de distribution

Ok, 60 A aussi j'imagine

  • tu as déjà représenté le fusible principal au départ du bus de distribution du parc LFP. Reste à le dimensionner. Sur mon bateau je l'ai dimensionné en fonction de la conso max à bord. De mémoire j'ai mis un 200A. A voir en fonction de ton convertisseur principalement.

Ok, bien noté

Concernant le fait d'alimenter l'Orion par la batterie moteur, j'entends bien tes arguments. Ils vont à l'encontre de la conviction que je m'étais péniblement formée. Une idée directrice qui a mené au choix actuel c'est de laisser la batterie moteur absolument tranquille. Mais je me rends compte qu'il y a une part d'irrationnel dans cette obsession, suite à un traumatisme léger (batteries moteurs HS suite à usage du propulseur, sans prendre le temps de laisser tourner le moteur ensuite pour recharger,... expérience douloureuse).

Dans l'idée que je m'étais formée :
- Usage du propulseur plutôt rare, donc on ne vide pas la batterie dedans
- Utilisation d'une entrée auxiliaire du shunt BMV pour monitorer la tension de cette batterie de pointe avant
- possibilité de recharger cette batterie tampon si nécessaire avec un circuit la reliant au parc servitude (non représenté pour l'instant).

J'avoue que tout se chamboule un peu dans mon esprit. Je pensais avoir stabiliser une solution à peu près cohérente. Puis les uns me disent que brancher le propulseur direct au lithium c'est mieux. Les autres me disent que l'Orion doit aller sur la batterie de démarrage. Je ne sais plus à quel saint me vouer :))

Merci pour tes conseils méthodologiques sur le schéma, je vais les appliquer. C'est sûr qu'il y a une topologie qui influe aussi sur les choix (longueurs des câbles, position des coupe-batteries, etc.) Ce n'est pas un système purement conceptuel.

Pour les coupe-circuit :
- celui du moteur est en place, mais il isole seulement la batterie du démarreur. L'alternateur est branché directement sur la batterie.
- pour la servitude, je compte en mettre un sur le positif, en amont de tous mes consommateurs. Mais les sources (MPPT et Orion) restent conectées en direct sur le parc.
- pour la batterie tampon, j'hésite. Car mettre un coupe batterie ouvre la possibilité de déconnecter l'Orion de sa batterie tampon, ce qui pourrait ne pas trop lui plaire. J'hésite à mettre seulement des "cosses rapides" en guise de coupe circuit.

Qu'en penses-tu ?

Merci encore pour tes précieux retour


18 mai 202318 mai 2023
  • Fusibles MPPT : la fonction du fusible est de protéger le câblage (et par extension le bateau) en cas de court-circuit entre les câbles. Aucun risque que les MPPT produisent plus que 30A mais il y a toujours risque de court-circuit. Lors d'une manipulation des câbles ou autre. Pour cette raison le fusible doit être au plus près du "générateur", le parc de batteries, et il protège donc toutes la longueur des fils en aval. Il est donc question de protéger le bateau d'un incendie, peu importe que le MPPT grille...

  • Orion sur batterie moteur. Le paramétrage de la détection démarrage moteur fonctionne parfaitement bien sur l'orion. Aucun risque que ça décharge la batterie moteur. Le mien se met en route uniquement si l'alternateur ou le chargeur de quai est en fonction et il s'arrête de charger de suite à leur arrêt.

  • Coupe circuit alternateur. C'est très bien comme ça. Tu as un câble dédié à l'alternateur et il ne faut pas de coupe-circuit dessus. C'est bien d'y mettre un fusible par contre, au plus près de la batterie (imagine par exemple le cas du ragage de ce câble sur le bloc moteur, beau court-circuit).

  • Coupe circuit servitude. Oui c'est très bien, le coupe-circuit ne doit déconnecter que les consommateurs.

  • Coupe circuit batterie avant. De même que pour la servitude, le coupe-circuit doit être monté de manière à isoler le propulseur mais pas l'orion. L'orion devrait rester connecté à la batterie en permanence (mais à nouveau je te conseille de le mettre sur la batterie moteur plutôt que propulseur).


tdm2023:Une fois encore mille merci Fabien pour ces retours experts !·le 18 mai 2023 17:01
duffy:j'ai un commentaire perso après une expérience vécue : mettre un coupe circuit entre les PS et le MPPT. J'ai un bateau copain dont le regulateur a lâché pendant l'hiver et dans un mode pas tjs classique : cela a laissé passé la tension de puissance du PS autour de 19V pendant une bonne partie de l'hiver. Dès la mise en route et utilisation du propulseur : boum la batterie qui bouillait s'est fendue en deux sous la pression => un brouillard acide dans le carré plus tout l'acide dans les fonds / heureusement on était dehors. D'où le coupe circuit utilisé dès que je quitte le bateau.·le 22 mai 2023 17:09
Fabien83:Mon humble avis est qu'un régulateur solaire laissé sous tension est tout aussi dangereux qu'un chargeur de quai laissé sous tension. Pour l'hivernage et les périodes d'absence de plus d'une journée, je débranche les panneaux des MPPT et mes batteries sont complètement déconnectées de tout. Vu que TDM prépare le bateau pour voyage, je ne pense pas qu'il soit indispensable de complexifier l'installation. Pour ma part, je déconnecte les panneaux directement au niveau des MPPT en débranchant les câbles et en les isolant avec capuchon et scotch. C'est chiant à faire mais vu que je le fais rarement ça passe (branchement au début de l'été et débranchement à la fin de l'été). ·le 22 mai 2023 19:08
tdm2023:Pour les MPPT, en cas de nécessité, je peux déconnecter les connecteurs MC4 qui sont facilement accessibles. Je serais intéressé de savoir si les risques de dysfonctionnement en mode "bypass" (comme ce qui est arrivé à l'ami de @duffy, c'est à dire toute la puissance passe) sont les mêmes pour un régulateur PWM ou un MPPT ? Pour un PWM, si le découpage s'arrête tout passe j'imagine. Pour le MPPT, c'est moins clair pour moi.·le 23 mai 2023 07:40
19 mai 2023

voici une version largement modifiée
J'ai tenu compte de toutes tes suggestions.
J'ai mis l'Orion sur la batterie moteur.
J'ai mis des coupe-circuits qui permettent d'utiliser le lithium soit en start assist, soit en soutien de la batterie du propulseur, en cas de situation difficile, ou pour recharger cette dernière.
Certains diront que si j'utilise le Lithium pour le propulseur, je n'ai plus besoin de batterie tampon. Mais : 1) qu'est ce que je fais de ce beau support batterie que j'ai passé 36h à tronçonner/souder/peindre, 2) qu'est ce que je fais du second alternateur déjà à poste sur le moteur ?

Pas trop sûr de mon fusible 400A au départ du Lithium pour l'usage "start assist", peut être faudrait-il le supprimer car il pourrait crâmer, me laissant sans moteur ?


tdm2023:NB: l'export jpg est crado, désolé.·le 19 mai 2023 01:18
sterwen:L'avantage d'avoir une batterie pour le propulseur le guindeau, c'est de pouvoir mettre un câble de faible section entre ton point commun de puissance et ton poste avant. Suivant la configuration cela est plus ou moins intéressant. Si tu prévois de pouvoir alimenter ton propulseur à partir de tes batteries de service alors il faut un cable de section conséquente (à calculer en fonction de la puissance du propulseur et la longueur de cable A/R) et dans ce cas la batterie tampon devient inutile.·le 20 mai 2023 09:15
tdm2023:Disons que c'est une approche "ceinture + bretelles".·le 20 mai 2023 19:05
19 mai 2023

Voilà un export en png, sans doute mieux lisible.


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2022