Et merci aux différents contributeurs qui ont permis d'enrichir ce post.
Le but de ce post est de centraliser la connaissance des colistiers du forum pour apporter une aide à tous ceux qui voudraient se lancer dans l'aventure de la fabrication d'une batterie LIFePO4.
EDIT 1 : ajout d'un chapitre sur les équilibreurs.
AVERTISSEMENT : ce tuto n’est qu’une aide qui fournit les informations essentielles à la réalisation de votre batterie. Pour plus de détails, vous pouvez poser des questions dans ce post ou rechercher des informations sur Internet. Bien sûr ni, moi ni le forum ne peuvent être tenus pour responsables des incidents pouvant survenir. Portez toujours des lunettes de protection et des gants de bricolage pour toutes les manipulations.
Avant toute chose, on pourrait se demander pourquoi remplacer sa batterie cellule classique (plomb, AGM, ...) par une batterie lithium ?
Vous trouverez une réponse dans ce post :
viewtopic.php?t=49819
Lisez-le bien avant de vous lancer, il contient des éléments clé à la compréhension du fonctionnement d'une batterie LiFePO4.
Ensuite, en guise d'avertissement, si vous n'êtes pas friands de "la main au cambouis" et peu réceptifs à tous les mystères des électrons libres : abstenez-vous de remplacer ce qui marche par ce qui pourrait ne plus marcher !
Sans connaissances « basiques » en électricité, inutile de chercher à vous lancer seuls : faites-vous aider par un ami ou allez chez votre concessionnaire.
Installer une LiFePO4, c'est mettre un doigt dans l'engrenage car il y a toujours quelque chose à améliorer, en fait il faut savoir s'arrêter à un certain niveau, de par ses compétences, de par ses finances et ensuite de par ses besoins réels, bien réfléchir avant de s'y lancer
Enfin, des vidéos ont été réalisées par un de nos membres (Vladimir44F) sur l'installation d'une LiFePO4 de A à Z : https://www.youtube.com/@mylittledetour
Alors allons-y, en avant :
1) Le matériel nécessaire :
11) bien sûr, il vous faudra avant tout acheter des batteries LiFePO4. Pour atteindre nos 12v (je ne parlerai ici que d’installation 12V, ceux qui voudraient se lancer dans la fabrication d’une batterie 24V devront doubler les ingrédients), il nous faudra 4 cellules de 3,65v chacune que nous allons relier en série (on verra plus tard le schéma). Pour acheter ces 4 cellules, il vous faudra tout d’abord connaître votre besoin en ampérage. Les batteries classiques que vous remplacez vous donneront une indication, mais rien ne vous empêche d’augmenter la capacité, à la condition impérative de limiter (grâce au BMS) la charge et la décharge aux intensités limites inhérentes au matériel déjà en place (à la section des câbles et aux fusibles principalement).
Où acheter vos cellules ? Vous trouverez votre bonheur sur Internet, mais gare aux arnaques, particulièrement sur le site bien connu ALI***, qui agit comme marketplace, mais est peu enclin à assurer le SAV. Voici par exemple un lien :
https://fr.aliexpress.com/item/10050060 ... Redirect=y
Et pour avoir des éléments LFP (LiFePO4) de qualité et en grade A : voir Tewaycell (sur AE), NKON (Hollande).. Il vaut mieux éviter Liitokala, Varicore et autres clones à pas cher, de nombreux colistiers en ont fait les frais en recevant des éléments non conformes... (voir ce post :viewtopic.php?p=470721&hilit=Liitokala#p470721).
Néanmoins si vous voulez trouver des cellules moins chères en assumant le risque, vous pouvez regarder du côté de Litokala qui se fournit auprès de REPT https://batteryfinds.com/what-is-rept-battery-cell/ et peut vous donner une garantie de 2 ans et c'est en grade A.
En général, ces cellules sont livrées avec des barres métalliques (busbar) et de la visserie qui vous permettront de connecter vos cellules entre-elles.
A l’achat, regardez bien les délais de livraison, les conditions de retour et les conditions de garantie. Les cellules doivent être de « grade A ».
12) le BMS :
Comme précisé dans le post en début de page, le BMS a deux rôles : c’est à la fois la ceinture de sécurité de vos cellules et le gestionnaires des entrées et sorties de courant Pour assurer ces fonctions, il agira en coupure : par exemple, si vous dépassez sa consigne d’intensité lors de la charge des cellules, il coupera la charge et en aucun cas il ne la « réduira » pour l’adapter à la consigne
Pour acheter votre BMS, vous devez vérifier :
- le nombre de cellules supporté (4 minimum dans notre cas) ;
- l’ampérage maximum de sortie (disons 200A pour notre cas) ;
- sa connectivité (pour le paramétrage et l’obtention des informations) : le Bluetooth me semble indispensable ;
- si vous voulez qu’il embarque une fonction d’équilibreur de charge (on en reparlera plus loin, mais je conseille fortement cette option). Si votre BMS n’embarque pas d’équilibreur, vous devrez en acheter un (actif ou passif) qu’il vous faudra ensuite ajouter à votre installation ;
- si vous voulez qu’il embarque une option de réchauffage des cellules (comme vous avez bien lu le premier post en haut de la page, vous savez maintenant que les batteries lithium ne supportent pas de recharge en dessous ou à zéro degré) ;
- si vous voulez qu’il soit ventilé ou pas.
Deux marques font l’unanimité sur le forum :
Les DALY : viewtopic.php?t=47377
Les JK-BMS : viewtopic.php?t=50263
Je prendrai l’exemple du JK-BMS dans ce tuto.
13) du câble, des cosses et une pince à sertir :
- pour la pince à sertir, il vous faudra un modèle de ce genre :
https://fr.aliexpress.com/item/48156838 ... 84046%21AC
- pour vos câbles, pensez toujours à l’intensité max que vous voulez y faire circuler :
download/file.php?id=13556
- enfin, pour les cosses, elles doivent être adaptées à la section de câble que vous prendrez. Prenez-en en M6 et en M8, car les deux diamètres sont utilisés en fonction des constructeurs des différents matériels de votre environnement.
14) une alimentation de laboratoire, qui permet de charger les cellules précisément à la tension voulue lors de l’initialisation (on y reviendra bien sûr). Par exemple :
https://fr.aliexpress.com/item/10050032 ... pt=glo2fra
A noter que cette alimentation vous servira pour plein d’autres usages en bricolage …
15) divers petit matériels :
- 3 feuilles plastiques de la dimension des cellules (format A4) ;
- du ruban adhésif fort et tressé ;
- 2 sangles à cliquet ;
- 1 multimètre ;
- 2 rouleaux de câble souple en 2.5mm2 (un rouge, un noir) ;
- des cosses adaptées au 2,5mm2 et au M6 (sauf si les bornes de vos cellules sont différentes).
16) en option un testeur de charge qui vous permettra de vérifier la bonne capacité de vos cellules. Par exemple :
https://fr.aliexpress.com/item/10050056 ... pt=glo2fra
Le reste de l’environnement de la batterie (coupleur/séparateur, DC/DC, MPPT, chargeur 220V) a été abordé dans le post en haut de page. Merci d’y poser les questions afférentes à ce matériel.
Bon, ça y est, vous avez tout sous la main, alors en avant pour le montage !
2) Le montage de la batterie, phase d’initialisation :
21) avant toute chose, il va falloir vérifier 2-3 bricoles sur les cellules que vous avez reçues : le but est d’avoir 4 cellules les plus homogènes possible.
- il ne faut pas qu’elles soient gonflées : même si on peut toujours discuter de savoir si c’est grave ou pas pour une cellule LiFePO4 d’être gonflée, ce serait le signe que vos cellules ont déjà servi et ne sont donc pas neuves …
- il faut vérifier le QR code présent sur les cellules : vous avez des applications pour le faire, par exemple : https://play.google.com/store/apps/deta ... l=fr&gl=US
Vous y verrez principalement la date de fabrication, les 4 cellules devant être rapprochées.
- la tension aux bornes de chaque cellule : normalement, elle ne devrait pas être trop différente si les cellules sont homogènes (disons autour de 3v)
22) assemblage de la batterie :
Comme dit ci-dessus, les cellules LiFePO4 peuvent avoir tendance à gonfler quand on les charge. Ce phénomène est fréquent sur les LiFePO4 et ne présume pas de la bonne ou de la mauvaise qualité d’une cellule. Par contre, le jeu induit peut compliquer le montage et on trouve de-ci-delà des commentaires qui préconisent de limiter tant que faire se peut ce gonflement. C’est pourquoi nous allons commencer par assembler notre batterie. Globalement, il va s’agir de positionner les cellules afin qu’elles puissent être reliées en série par les busbar, d’intercaler les films plastiques entre chaque cellule afin qu’elles ne puissent en aucun cas entrer en contact électrique l’une avec l’autre, de serrer « raisonnablement » avec les sangles à cliquet et de finir en enrubannant le tout fermement avec le ruban adhésif tressé. Voici le schéma de montage que vous devrez respecter :
Vous pouvez maintenant retirer les sangles à cliquet.
23) nous allons pouvoir commencer la charge initiale de la batterie. Cette étape est primordiale pour un bon fonctionnement ultérieur.
Première partie : la charge individuelle.
Il va s’agir de charger chaque cellule à exactement 3,65v. Pour cela, il faut utiliser l’alimentation de laboratoire. Par précaution, changez les câbles livrés avec cette alimentation, car ils ne sont en général pas de bonne qualité. Vous allez régler votre alimentation sur « CV », à savoir constant voltage ou encore voltage constant en français et affiner le réglage jusqu’à 3,65v. Regardez bien la notice de votre alimentation. Pour ce qui est de l’intensité (les ampères), vous pouvez la régler à fond. Respectez bien la polarité des bornes et de l’alimentation (le « + » sur le « + » et le « - » sur le « - »). Normalement, en début de charge, vous devriez atteindre le max d’intensité de votre alimentation. Cette intensité va ensuite diminuer jusqu’à atteindre zéro ampère. Ce sera le signe que votre cellule est chargée. La tension va baisser légèrement au début de la charge et c'est normal, elle reviendra petit à petit à la bonne valeur. Ne modifiez pas les réglages pour essayer de compenser, vous dérègleriez votre voltage vers le haut, ce qui serait très néfaste aux cellules. Répétez cette opération pour les 4 cellules. Cette opération peut prendre du temps, en fonction de la capacité de vos cellules, de leur état de charge initial et de l’intensité max de votre alimentation. Une fois la charge max atteinte et vos cellules débranchées, vous constaterez que le voltage de celles-ci va diminuer pour atteindre une tension d’environ 3,3v. Ce phénomène est tout à fait normal : vos cellules rejoignent tranquillement leur tension de repos pour des cellules LiFePO4. N’essayez surtout pas de maintenir 3,65v quand la charge initiale est terminée (donc quand l’ampérage atteint zéro ampère), vous abimeriez vos cellules.
Seconde partie : le top balancing
Il va s’agir ici d’amener en même temps toutes les cellules uniformément à 3.65v. Donc, nous allons relier toutes les cellules entre-elles en connectant tous les « + » ensembles et tous les « - » ensembles, soit le schéma suivant :
Il vous faudra fabriquer les câbles de liaison nécessaires, du 2,5 mm2 suffit. Ajoutez des cosses du diamètre des bornes de vos cellules (M6 en général). Les busbar ne sont pour l’instant pas utiles. Inutile de serrer les boulons de vos cosses comme un malade, un serrage « correct » suffit.
Reliez ensuite votre alimentation de laboratoire aux bornes « + » et « - » de la cellule de droite sur le schéma et gardant les mêmes réglages que pour la phase précédente (« CV » en 3.65v, ampérage à fond). Attendre que l’intensité redescende à zéro ampère. Là aussi, cela peut prendre du temps ...
3) Le montage final :
Maintenant que nos cellules sont toutes super-équilibrées, nous allons procéder au montage final, à savoir connecter les cellules entre-elles grâce au busbar, puis connecter le fameux BMS.
31) vous allez monter vos busbar selon le schéma suivant, sans serrer les boulons pour l’instant.
Normalement, si tout va bien, vous devriez obtenir autour de 13,30v aux bornes « + » et « - » laissées libres : oui ? alors tout va bien, continuons.
32) branchement du BMS :
C’est l’opération la plus délicate à réaliser. Aucune erreur n’est permise dans la connexion des câbles. Vous devez donc vous référer méticuleusement à la notice de votre BMS et vérifier 2 fois le bon positionnement de chaque câble avant de le connecter. Dans l’exemple du JK-BMS, votre schéma de branchement ressemblera à ça :
A noter que le modèle JK-B2A8S20P pris ici en exemple est prévu pour maximum 8 cellules. Avec 4 cellules à relier dans notre exemple, les câbles 5, 6, 7 et 8 ne seront pas utilisés. Sur le schéma, les sortie marquées « + » et « - » seront reliées au reste de l’installation électrique de votre habitacle, comme l’était votre ancienne batterie. Au final, votre installation devrait ressembler à ça :
Vous pouvez maintenant serrer « raisonnablement » vos busbar.
Et là, vous prenez la tension au niveau de vos bornes « + » et « - », vous trouvez zéro et vous rentrez en mode panique
. Soyez rassuré, tout ceci est normal 
et nous allons voir cela à l’étape suivante.4) Mise en route :
41) Votre installation est prête à être contrôlée. Pour ce faire, il va falloir « réveiller » le BMS en installant un consommateur 12V (une ampoule de phare par exemple) aux sorties « + » et « - », en appuyant sur le bouton de démarrage, via l’application Bluetooth (que vous aurez préalablement installée sur votre téléphone) ou tout autre moyen figurant dans la notice du constructeur. Pour les JK-BMS, ils sont paramétrés d'usine sur 8S (lire 8 cellules) et il faut donc corriger impérativement ce paramètres sur 4S, sinon, il ne démarrera pas. Maintenant que votre BMS est réveillé, vous contrôlez la tension aux sorties « + » et « - » et vous trouvez 13.30 v : chouette non ?
42) paramétrage du BMS :
Grâce à votre application installée sur votre téléphone, vous vous connectez désormais à votre BMS après avoir réalisé l’appairage (le mot de passe se trouve sur votre notice du BMS). Il va falloir maintenant ajuster tous les paramètres du BMS en utilisant ces deux excellents posts :
Les DALY : viewtopic.php?t=47377
Les JK-BMS : viewtopic.php?t=50263
Posez-y vos questions sur les paramétrages.
5) Finalisation :
Vous pouvez insérer votre batterie dans une cuve plastique, ou encore la fixer sur une paroi telle qu’elle. Le batteries Lithium n’ont « pas de sens », contrairement aux anciennes.
Vous pouvez ajouter un coupe circuit à votre installation, ou encore un « SMARTSHUNT » qui vous permettra de suivre précisément l’état de votre batterie (pour les DALY ou les JK, les données fournies pour le SOC (state of charge) sont parfois très fantaisistes). Pour savoir ce qu’il faut ou pas modifier sur votre installation existante, référez vous à ce post :
viewtopic.php?t=49819
PS1 : les équilibreurs.
Le rôle des équilibreurs est d’uniformiser la tension des différentes cellules entre-elles. Et là, vous allez dire : « on nous a bassiné à faire un top -balancing des cellules et maintenant on me dit que mes cellules se déséquilibrent : c’est quoi cette bousquaille ? »
Le top-balancing permet d’uniformiser la charge des cellules au démarrage, pour que votre BMS ait une bonne référence quant au SOC (state of charge = état de charge) de la batterie. Ceci dit, chaque cellule de votre batterie est différente : elles ne se chargent, ni ne se déchargent à la même vitesse. Le conséquences de ce déséquilibre, qui s’accentue rapidement en fin de charge ou de décharge et qui s’accentue aussi sous de fortes intensités de charge ou de décharge, c’est que votre BMS va couper la batterie dès qu’une cellule aura atteint la valeur limite que vous avez fixée dans votre BMS (tension maximum pour la charge, tension minimum pour la décharge), alors qu’il vous reste soit encore beaucoup de courant à exploiter dans les autres cellules (concernant la décharge), soit encore beaucoup de place dans les autres cellules pour améliorer la charge (donc votre SOC). A noter aussi que ce phénomène semble empirer plus le temps passe (au fur et à mesure des cycles de charge et de décharge).
Notre équilibreur va donc entrer en action pour limiter le déséquilibre et vous permettre de profiter pleinement de votre batterie.
Il existe 3 types d’équilibreurs : les passifs, les actifs et les actifs intégrés au BMS.
Voici un exemple d’équilibreur passif :
Voici un exemple d’équilibreur actif :
Les équilibreurs intégrés au BMS permettent de ne pas avoir un appareil supplémentaire : c’est une solution plus facile à mettre en œuvre.
Pour les équilibreurs non-intégrés au BMS, le principe de branchement est simple : il s’apparente à celui du BMS, en reliant à chaque fois un fil sur les bornes de vos cellules. A noter que les BMS actifs peuvent être paramétrés via le Bluetooth, ce qui constitue la meilleure solution :
Les équilibreurs passifs fonctionnent en permanence (vous pouvez néanmoins ajouter un interrupteur, mais vous devrez l’actionner manuellement). Leur principe de fonctionnement est de « bruler » les volts des cellules les plus chargées pour les ramener à la tension moyenne des autres cellules : on dissipe l’énergie.
Les équilibreurs actifs (intégrés ou pas au BMS) sont programmables : ils peuvent se mettre en route ou se couper à partir d’une certaine tension de la batterie. Leur principe est de « pomper » les volts des cellules plus chargées et de les redistribuer aux cellules les moins chargées.
Voici un exemple de paramétrage possible d’un équilibreur actif :
Ce qui est important lors du choix de l’équilibreur, c’est l’ampérage qu’il peut utiliser lors des opérations d’équilibrage : plus il fort, mieux c’est, car cela va permettre un rééquilibrage plus rapide des cellules. Conséquence de ce rééquilibrage rapide, il va retarder le moment où le BMS va couper la charge ou la décharge et vous permettre donc soit de profiter plus longtemps de la décharge (et ainsi mieux exploiter toute la capacité de votre batterie), soit d’optimiser la charge (et donc de mettre plus de courant dans votre batterie).
L’intérêt de l’équilibrage à la décharge reste en cour de discussion entre les membres du forum. La plupart pense que cela est inutile et qu’on peut donc régler l’équilibreur pour qu’il n’agisse que sur la fin de charge de la batterie : le débat reste ouvert !
Concernant les réglages, je préconise (voir la réserve ci-dessus) de mettre route votre équilibreur au même voltage que votre niveau de décharge maximum de vos cellules (2.8v par exemple) et de l’arrêter au voltage maximum de charge de vos cellules (3.55v par exemple).
En conclusion, un équilibreur est INDISPENSABLE à votre installation LiFePO4. Si vous ne voulez pas vous compliquer la vie, prenez-le intégré au BMS. Privilégiez les équilibreurs actifs : ils sont paramétrables et permettent de gaspiller moins d’énergie que les équilibreurs passifs.
YacLan, super ce résumé 
