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Réalisation d'une batterie 12v au lithium à partir de cellules lifepo4 3.2v 400ah ( par jp33 04/01/2019 )



 

Etre indépendant au niveau énergétique et suivant les consommateurs que l'on possède et ou améliorer le confort entraine le passage à la batterie Lifepo4, son plus grand inconvénient est son coût, aujourd'hui on peut dire que cette technologie devient plus abordable si l'on sort des « sentiers battus ».

Il faut également savoir que les batteries lithium sont fabriquées principalement en Asie qui est la source de tous les revendeurs sous différentes étiquettes.

On trouve sur le marché des packages tout en un mais là pour intervenir sur un élément défectueux cela est quasi impossible, d'autre part très peu voir aucune indication sur les caractéristiques des composants formant le package.

Après avoir fait le tour des différents vendeurs type Eza, Super B etc…pour lesquels on ne connait là encore la références des cellules et autre je me suis orienté vers un assemblage personnel des différents éléments, mais faut-il un minimum de connaissance en courant continu ainsi que la manipulation et sécurité affairant à ce genre de matériel car le risque accidentel n'est pas nul et peut avoir des conséquences graves, toutes personnes qui s'engageraient dans cette voie le fait en connaissance de cause et sous sa seule responsabilité.

Avantage considérable des batteries au lithium outre le gain de poids à capacité équivalente avec des batteries acide / gel est que les pertes de Peukert sont essentiellement inexistantes. Cela signifie que les batteries LiFePO4 peuvent fournir leur pleine capacité nominale, même à des courants élevés. Tandis que l'acide plomb peut voir jusqu'à 40% de perte de capacité à des charges élevées. En pratique, cela signifie que les groupes de batteries LFP sont très bien adaptés pour alimenter des charges de forte intensité telles qu'un climatiseur ou un micro-ondes.

Un accumulateur est caractérisé par sa capacité notée C et définie en Ah, la capacité quantifie le nombre de charges électriques emmagasinés dans la batterie.
Une décharge à 1C définit un courant de décharge équivalent à la capacité nominale en une heure.

La technologie que nous allons utiliser est le LiFePO4 ou LFP (lithium-Fer-Phosphate) avec une tension nominale comprise entre 3.2V & 3.3V, ce type là ne prends pas feu et n'explose pas en cas de charge prolongée ou surcharge à condition qu'elle soit protégée par un BMS dont on détaillera plus loin sa fonction.

Pour le LFP celle que nous utilisons (Lithium-Fer-Phosphate)
LFP -> 2.5V mini / 3.2V~3.3V nominal / 3.65V max

Voici par exemple les données de mes cellules :

Pour protéger notre cellule il nous faut donc lui adjoindre un circuit électronique qui interdira tout dépassement de la spécification constructeur et garantira un service long et durable.

Pour cela nous allons utiliser un BMS qui va superviser diverses données comme :

L'assemblage des cellules ne pose pas de problème le serrage des connexions a été fait à 6kg en ayant bien pris soin de nettoyer les surfaces, la « boite » a été réalisé en fibre de composite il faut que cette dernière soit ajustée a l'assemble des cellules sans laisser de jeux.

batteries au plombAvant batterie plomb 200Ahbatteries au lithium Après lithium 400Ah

Le montant de l'installation :



Un lien intéressant chez Victron : victron

et principalement la feuille de calcul MPPT qui permet de bien adapter son matériel

Autrement les liens des divers fournisseurs utilisés :

Pour les cellules, il va de soit que chacun choisira sa capacité :

Les balancers, ils permettent d'avoir chaque cellule à une tension équivalente < 10mV ce qui va
garantir une durée de vie encore plus longue et un système plus performant :

Pour tout ce qui est Victron :

Le convertisseur de chez Rainbow shop : Dans le but final d'alimenter un climatiseur.

Si un jour je dois changer le BMS je partirais sur celui-ci qui permet dialogue via Bluetooth

Le site est très intéressant et fort instructif si on a besoin de renseignements ils répondent rapidement par contre les échanges ne se font qu'en anglais.

Le BMS est un élément stratégique dans la gestion et protection des cellules et je pense qu'il faut y mettre le prix et si en apparence pour les mêmes caractéristiques si l'un vaut 30€ et l'autre 300€ sans doute une différence dans la sécurité !

Le schéma :

shéma électriquevide

Listing des repaires sur schéma :

  1. Coupe batterie pour isoler les panneaux solaires
  2. Régulateur mptt Victron
  3. Transmetteur Bluetooth
  4. Chargeur Victron 12v 30A
  5. Convertisseur 3500/7000w
  6. Chargeur Victron 12v 10A
  7. Relais cyrix ct
  8. Relais 12v
  9. BMV 702
  10. BMS 200A
  11. Ampèremètre effet hall
  12. Idem
  13. Disjoncteur
  14. Idem
  15. Battery protect Victron 230A
  16. Cell log 8S
  17. Shunt pour bmv 702

le relais "8" sert de commande sur le cyrix et autorise la commutation moteur tournant uniquement.

Les modifications engendrées par l'installation :

Tableau pour section de câbles à utiliser :

tableau des cablesvide

Pour les liaisons cellules, BMS, convertisseur j'ai utilisé du 34 mm2 malgré des distances très courte < 1 m.

Pour le chargeur lithium du 22 mm2

Pour le régulateur du 6 mm2

Le coupleur cyrix ct a été quant à lui câblé en 108 mm2 vu la distance importante et que je disposais de cette section.

Depuis les différents tests j'ai rajouté une prise Anderson pour un chargeur externe Lifepo4 14.6 V 80 A, pour mémo mes cellules peuvent prendre jusqu'à 132 A voir plus haut les caractéristiques, et que je n'utilise qu'en mode « garage » et non « voyage » car équipé de deux ventilateurs que l'on entend depuis le lit.



Quelques photos pour illustrer le tout :

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