Le coupleur 12V / 24V, vérification des résitances de contact et schémas

[olivier80]

Le coupleur 12/24 est composé de trois contacts, deux contacts normalement fermés et un contact normalement ouvert.

On appelle aussi ce type de relais un solénoïde à trois étages.
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coupleur 12-24v.jpg

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Il permet de relier les batteries, soit en parallèle, soit en série au moment du démarrage pour fournir 24V au démarreur.

Un petit coup de chapeau au passage à Denso, si c'est bien lui le fabricant, pour avoir réussi à intégrer trois contacts de puissance, supportant 500A en pointe, dans un boitier miniature. Les autres modèles disponibles sur le marché sont nettement plus encombrants.

A l'extérieur du coupleur on accède à ces trois contacts par 4 bornes seulement, ce qui est suffisant pour cette utilisation en coupleur série / parallèle. Ci-dessous j'ai réalisé le schéma interne du coupleur, qui montre les trois contacts et le schéma de raccordement avec les 4 bornes externes.
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SPS-12-24.png

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Si l'on veut mesurer les résistances des trois contacts, voici les trois mesures à réaliser avec un micro-ohmètre :

- mesure au repos entre les bornes E et 1-
- mesure au repos entre les bornes 1+ et 2+
- mesure au travail entre les bornes 1- et 2+ (excitation de la bobine en 12V par les deux contacts du fil externe)

Ce dernier contact (1- / 2+) est le plus important, car c'est lui par lequel passent les 400A nécessaires au démarrage lors du basculement en 24V. C'est la raison pour laquelle ses deux bornes sont d'ailleurs en filetage M8, alors que les bornes E et 1+, servant à la mise en parallèle 12V, sont en filetage M6.

Renouveler la mesure à plusieurs reprises. Une dizaine de fois ou plus par contact peut être nécessaire pour détecter un manque de stabilité.
Si le coupleur est en bon état, on doit trouver des valeurs stables, légèrement inférieures à 1 milli-Ohm.
Sur un coupleur neuf, je trouve sur les trois contacts une valeur d'environ 0.8 milli-Ohm, soit 800 micro-Ohms.

Si le coupleur est en mauvais état, on trouvera des valeurs largement supérieures, pouvant aller jusqu'à 10, 20 ou 30 milliOhms. Au delà, il est plus que probable qu'il ne fonctionne déjà plus et que soit vous aurez déjà du le remplacer, ou bien que vous aurez déjà passé le véhicule en 12V.

L'augmentation de la résistance de contact a deux effets directs :

1) la puissance thermique dissipée au niveau des contacts augmente. A partir d'un certain point, elle va concourir à détruire les contacts, et ce de plus en plus rapidement.

2) cette puissance thermique dissipée au niveau des contacts sera autant moins de puissance envoyée dans le démarreur.

La puissance thermique dissipée dans les contacts est égale à P = R i².

R est la résistance de contact, i le courant qui passe dans le contact.

Pour un démarreur de HDJ80, l'intensité en pointe au démarrage est d'environ 400A, en 24V.

Approximativement, voici la puissance perdue dans le contact (1- / 2+), en fonction de sa résistance :

Pour un contact dont la résistance est de 1 milli-Ohm, avec 400 ampères : 80W.
Pour un contact dont la résistance est de 20 milli-Ohms, avec 400 ampères : 2240W !

Il est donc raisonnable de changer le coupleur lorsque ses résistances de contact dépassent quelques milli-Ohms pour conserver une bonne fiabilité sur cet élément et ne pas se retrouver en carafe à devoir démarrer à la poussette.

Ci-dessous la mesure du contact (1- / 2+). Sur un coupleur neuf, je trouve environ 750 micro-Ohms.

coupleur neuf.jpg

NB : il faut absolument un Micro-Ohmètre pour réaliser ce type de mesure, un Ohmmètre classique, tel que celui qu'on trouve dans les multimètres, ne permet pas d'avoir une mesure précise en dessous en 1 Ohm. Certains multimètres haut de gamme avec une gamme 50 Ohms permettront de descendre à une résolution de 0.1 voir 0.01 Ohms, soit 10 milli-Ohms, mais ce ne sera toujours pas suffisant pour aller chatouiller le milli-Ohm ou les quelques centaines de micro-Ohms de ces contacts de puissance.


Enfin, pour bien comprendre le fonctionnement du coupleur, voici le schéma électrique du sous-ensemble de démarrage et de charge du HDJ80.

Simplified diagram - HDJ80 12V-24V coupler.pdf