Parc de batteries : série, parallèle, fusibles et BMS

01En série ou en parallèle

Les batteries raccordées entre elles forment un parc. Selon « Wiring Unlimited », un montage en série augmente la tension, un montage en parallèle augmente la capacité, et un montage série-parallèle augmente les deux.

Raccordement	Ce qui change	Exemple avec deux batteries 12,8 V/200 Ah
En série (positif de l’une au négatif de la suivante)	la tension augmente, la capacité reste identique	25,6 V · 200 Ah
En parallèle (positifs ensemble, négatifs ensemble)	la capacité augmente, la tension reste identique	12,8 V · 400 Ah
En série-parallèle	la tension et la capacité augmentent	p. ex. 4 batteries : 25,6 V · 400 Ah

L’énergie du parc est identique dans les deux cas — ici 2 × 2,56 kWh. Le choix du montage dépend de la tension de l’installation : un parc 12 V se construit en parallèle ; pour 24 et 48 V, on utilise des batteries de tension supérieure ou un montage en série.

02Nombre de batteries dans un parc

Batterie	Maximum par système	Maximum en série	Parc maximal
Lithium NG 12,8 V i 25,6 V	50 batteries	4 × 12,8 V ou 2 × 25,6 V	192 kWh à 12 V, 384 kWh avec des batteries 25,6 V
Lithium NG 51,2 V	25 batteries (en parallèle uniquement)	—	128 kWh
Lithium Smart 12,8 V i 25,6 V	20 batteries	4 × 12,8 V ou 2 × 25,6 V	84 kWh à 12 V, 102 kWh à 24 et 48 V

Les limites du nombre de batteries s’appliquent quel que soit le modèle de BMS. Un stockage Lithium NG plus important peut être constitué de plusieurs parcs, chacun avec son propre BMS : la fiche technique du Lynx Smart BMS NG indique que jusqu’à 5 de ces BMS peuvent fonctionner en parallèle.

Installation 48 V : avec des batteries Lithium NG, utilisez des batteries 51,2 V en parallèle, 2 × 25,6 V en série ou 4 × 12,8 V en série. La fiche technique du VE.Bus BMS V2 recommande de limiter au minimum le nombre de batteries en série — pour un système 24 V, privilégiez des batteries 25,6 V, et pour un système 48 V, deux batteries 25,6 V. Quatre batteries 12,8 V en série fonctionneront également, mais nécessiteront davantage de temps pour l’équilibrage périodique des cellules.

03Parc en parallèle — raccordement

L’erreur la plus fréquente selon « Wiring Unlimited » : des batteries raccordées en parallèle, avec l’installation branchée à une seule extrémité du parc. Le courant des batteries les plus éloignées traverse alors des câbles de liaison supplémentaires ; la batterie la plus proche est donc davantage chargée et déchargée, et s’use en premier. Le livre donne un ordre de grandeur : un câble de 35 mm² de 20 cm avec ses cosses présente environ 1,5 mΩ, alors que la résistance interne d’une batterie est généralement de 3–10 mΩ. La résistance des câbles n’est donc pas négligeable.

câbles de puissancecâbles BMS

Survolez un élément du schéma ou touchez-le.

Un fusible sur chaque batterieLe positif de chaque batterie rejoint la barre positive via son propre fusible.
En diagonaleLe câble positif vers l’installation part d’une extrémité du parc, le négatif de l’autre.
Section des câbles du systèmeSection du câble de batterie multipliée par le nombre de batteries (chaînes).
Fusible principalSur le câble positif principal du parc.
Câbles BMSEn chaîne à travers toutes les batteries ; le premier et le dernier sont raccordés au BMS.

Règles du manuel Lithium NG (identiques dans le manuel Lithium Smart) :

Un fusible sur le positif de chaque batterie. Toutes les connexions des batteries doivent être protégées.
Câbles du système raccordés en diagonale — pour que le trajet du courant soit identique à travers chaque batterie.
La section du câble du système doit être égale à celle du câble de batterie multipliée par le nombre de batteries (chaînes).
Un fusible sur le câble positif principal du parc.

« Wiring Unlimited » présente quatre méthodes correctes de raccordement des batteries en parallèle : des jeux de barres, des bornes positive et négative avec des câbles de même longueur vers chaque batterie, un raccordement au milieu du parc avec des câbles de même section, et un raccordement en diagonale. Concernant cette dernière méthode, le livre est clair : elle est simple et efficace, mais pas parfaite — les courants des différentes batteries peuvent légèrement varier.

04Parc en série et en série-parallèle

D’abord, chaque batterie séparément. Les batteries quittent l’usine chargées à peu près à moitié, mais leur état de charge peut varier après le transport et le stockage. Le circuit d’équilibrage de la batterie ne corrige que de faibles écarts, et uniquement entre les cellules d’une même batterie. Avant un raccordement en série, chaque batterie doit donc être chargée séparément jusqu’à pleine charge et équilibrage des cellules, avec un chargeur de batterie piloté par le BMS. Seule une batterie unique ou des batteries raccordées en parallèle peuvent être chargées comme un ensemble.
Un fusible sur le positif de chaque chaîne en série et sur le câble positif principal, câbles du système raccordés en diagonale, section du câble du système = section du câble de chaîne × nombre de chaînes.
Ne reliez pas les points médians des chaînes et n’y raccordez rien. « Wiring Unlimited » décrit la liaison des points médians comme une méthode d’équilibrage, mais dans le chapitre consacré aux parcs de batteries plomb-acide. Les manuels des batteries Lithium NG et Lithium Smart l’interdisent.

Les batteries en série imposent aussi les contraintes les plus strictes lors d’une extension — voir ajout et remplacement de batteries.

05Fusibles : principe et schémas Victron

Les manuels Lithium NG et Lithium Smart indiquent que le courant du système, et donc le calibre du fusible, ne doit pas dépasser le courant continu maximal de la batterie. Le fusible se choisit selon la plus faible de ces trois valeurs : courant admissible du câble, courant de la batterie et courant du système. Les schémas de systèmes Victron indiquent les valeurs suivantes :

Schéma Victron	Batterie	Fusible par batterie	Courant de la batterie selon la documentation
BJE-300D (van, VE.Bus BMS V2)	2 × Lithium Smart 12,8 V/200 Ah	ANL 300 A	max. continu 400 A, recommandé ≤ 200 A
BJE-351A (Quattro-II 24 V)	3 × Lithium NG 25,6 V/200 Ah	Class T 350 A	max. continu 200 A, 400 A pendant 10 s
BJE-367A (deux MultiPlus-II 24 V)	Lithium NG 25,6 V/300 Ah	Class T 350 A	max. continu 300 A, 600 A pendant 10 s

Écart constaté : pour les batteries Lithium NG, les schémas utilisent des fusibles Class T 350 A, soit un calibre supérieur au courant continu maximal de la batterie, qui constitue pourtant la limite supérieure du calibre selon le manuel. Pour la Lithium Smart 200 Ah, la valeur du schéma (300 A) reste inférieure au courant continu de 400 A. Les schémas Victron sont des exemples : le calibre du fusible d’une installation donnée doit être choisi et validé par le concepteur. Pour en savoir plus sur les sections et le pouvoir de coupure : sections des câbles et fusibles DC.

Exemple de réalisation tiré de la fiche technique du Lynx Smart BMS NG : batteries Lithium NG raccordées en parallèle via un Lynx Distributor dédié, avec un fusible par batterie, puis un Lynx Smart BMS NG et un second Lynx Distributor pour les consommateurs et les chargeurs de batterie. Cette configuration est utilisée dans la maison avec stockage d’énergie (six batteries de 51,2 V).

06Quel BMS choisir

Lithium NG 12,8 V/200 Ah — de chaque côté, boucles de câbles BMS avec connecteurs M8 à raccorder en chaîne — Lithium NG 12,8 V/200 Ah — de chaque côté, des boucles de câbles BMS avec connecteurs M8 à raccorder en chaîne

Les batteries Lithium NG et Lithium Smart mesurent elles-mêmes les tensions des cellules et la température, mais ne coupent pas le courant : c’est le BMS qui le fait en désactivant les consommateurs et les chargeurs de batterie. Les câbles BMS de toutes les batteries sont raccordés en chaîne, le premier et le dernier étant reliés au BMS ; l’ordre des batteries est libre. Les batteries Lithium NG fonctionnent uniquement avec les BMS portant la désignation « NG ».

Batteries	BMS	Application typique selon le manuel
Lithium NG	smallBMS NG	petits systèmes sans convertisseur/chargeur
	VE.Bus BMS NG	systèmes avec convertisseur/chargeur VE.Bus (MultiPlus, Quattro) ; avec le MultiPlus-II et le Quattro-II, le détecteur de secteur fourni n’est pas nécessaire
	Lynx Smart BMS NG 500 A / 1000 A	systèmes plus importants avec intégration numérique ou nécessitant un contacteur de sécurité intégré ; également avec un convertisseur/chargeur si un appareil GX est présent
Lithium Smart	smallBMS	petits systèmes sans convertisseur/chargeur
	VE.Bus BMS V2	systèmes avec convertisseur/chargeur — comme dans le fourgon atelier
	Lynx Smart BMS 500 A / 1000 A	systèmes plus importants avec intégration numérique ou nécessitant un contacteur intégré
	Smart BMS CL 12/100, Smart BMS 12/200	uniquement 12 V, systèmes relativement petits avec alternateur (et consommateurs DC)

Si le BMS bloque la charge ou les consommateurs : « Le BMS a coupé la charge ».

07Ajout et remplacement de batteries

Idéalement, toutes les batteries du parc doivent avoir la même capacité, le même âge et le même modèle. Les manuels prévoient toutefois l’extension du parc et le remplacement d’une batterie :

Type de parc	Capacités différentes ?	Âges différents ?
En parallèle	oui	oui
En série	non — même capacité et même référence produit	oui, avec un écart maximal de 3 ans
En série-parallèle, au sein d’une chaîne	non	oui, avec un écart maximal de 3 ans
En série-parallèle, lors de l’ajout ou du remplacement d’une chaîne complète	oui	oui

Pourquoi le montage en série est-il si exigeant ? Le manuel donne l’exemple d’une batterie de 50 Ah en série avec une batterie de 100 Ah. La chaîne offre initialement 50 Ah, mais les batteries se déséquilibrent avec le temps : avec un écart de 10 Ah, il ne reste que 40 Ah. Pendant la charge, les cellules de la batterie la plus chargée subissent une tension trop élevée et le BMS intervient sans cesse : la batterie la moins chargée est déchargée trop profondément, tandis que la plus chargée est surchargée.

Pour les batteries Lithium NG ajoutées ultérieurement, le micrologiciel de la batterie se met à jour automatiquement via le BMS.

Appareils présentés dans ce guide

Lithium NGNouvelle génération de batteries LiFePO4 Victron : 12,8/25,6/51,2 V, IP65, mesure du courant intégrée — uniquement avec un BMS NG.

LiFePO4 Smart 12,8/25,6 VBatteries lithium fer phosphate avec Bluetooth — fonctionnent uniquement avec un BMS externe.

Lynx Smart BMS / NGBMS avec contacteur et mesure du courant pour parcs de batteries LiFePO4 Smart ou Lithium NG.

VE.Bus BMS NGBMS pour batteries Lithium NG dans un système avec MultiPlus ou Quattro — Bluetooth, SoC sur GX, discharge floor.

smallBMS NGBMS simple pour batteries Lithium NG sans VE.Bus — commande les chargeurs et les consommateurs via ses sorties, avec Bluetooth.

VE.Bus BMS V2BMS pour batteries Lithium Smart dans un système avec MultiPlus ou Quattro — commande le convertisseur, les chargeurs et les consommateurs.

Lynx DistributorJeux de barres DC modulaires 1000 A : distribution avec fusibles MEGA et surveillance, raccordement des batteries, fusibles Class-T.

Constituer un parc de batteries