fabriquer des batteries lithium lifePo4

[Captain Cool]

On est tous confrontés a l'évolution de nos embarcations et a la gestion du stockage de l'énergie à bord. Evidement, quant on regarde les tarifs des batteries lithium toutes faites, on rêve, on pleure, ou bien on vend un bras. on peut ainsi réduire la facture de moitié pour 50A voir la diviser 10 pour 1000A


Pourtant, il existe une solution qui permet de rendre ces batteries abordables. 
sur nos bateaux, nous n'avons rarement qu'une seule batterie, mais plutot un Parc a batteries avec des montages en parallèles, en séries soit pour atteindre le voltage voulu 12v ou 24v, soit pour augmenter l'intensité (ampérage). 


les batteries sont une succession de cellules, et bien dans notre cas, nous pouvons réduire le coût d'achats mais également le coût d'entretient et de remplacement en cas de probleme en achetant des cellules de 3.2v, lithium lifepo4 pour faire un parc qui correspond exactement a nos besoins. 


après avoir évalué les besoins, il nous faut des cellules :

des barrettes d'intercommunications entre les cellules :

un BMS (batterie Manager Systeme) sont le rôle est de protéger et d'équilibrer les cellules un model dont la capacité correspond a la puissance max du montage et a la la tension 4s (pour 4 sorties ou 4 cellules) et 8s pour (pour 8 sorties ou 8 cellules)

le montage n'est pas compliqué, il suffit juste de se souvenir des cours de physiques sur les montages en parallèle et en serie. 


on peut ainsi faire des batteries jusqu'à plus de 1000A si on le souhaite.... attention a bien dimensionner les câbles parce que 1000A en 12v ça fait 12 000 W.... et sans protection ça peut vite faire un peu de fumées non pas au niveau des batteries qui sont protégés, mais au niveau des câbles et des instruments en cas de court-circuit si on ne met pas les bon fusible ou les bons disjoncteurs. 


les BMS offrent souvent l'option Bluetooth avec des applications qui permettent de suivre la température, la charge et le voltage de chaque cellule et le nombre de cycle effectué afin d'avoir un etat de santé optimal sur le parc a batterie : 

 

[Captain Cool]

On est tous confrontés a l'évolution de nos embarcations et a la gestion du stockage de l'énergie à bord. Evidement, quant on regarde les tarifs des batteries lithium toutes faites, on rêve, on pleure, ou bien on vend un bras. on peut ainsi réduire la facture de moitié pour 50A voir la diviser 10 pour 1000A


Pourtant, il existe une solution qui permet de rendre ces batteries abordables. 
sur nos bateaux, nous n'avons rarement qu'une seule batterie, mais plutot un Parc a batteries avec des montages en parallèles, en séries soit pour atteindre le voltage voulu 12v ou 24v, soit pour augmenter l'intensité (ampérage). 


les batteries sont une succession de cellules, et bien dans notre cas, nous pouvons réduire le coût d'achats mais également le coût d'entretient et de remplacement en cas de probleme en achetant des cellules de 3.2v, lithium lifepo4 pour faire un parc qui correspond exactement a nos besoins. 


après avoir évalué les besoins, il nous faut des cellules :

des barrettes d'intercommunications entre les cellules :

un BMS (batterie Manager Systeme) sont le rôle est de protéger et d'équilibrer les cellules un model dont la capacité correspond a la puissance max du montage et a la la tension 4s (pour 4 sorties ou 4 cellules) et 8s pour (pour 8 sorties ou 8 cellules)

le montage n'est pas compliqué, il suffit juste de se souvenir des cours de physiques sur les montages en parallèle et en serie. 


on peut ainsi faire des batteries jusqu'à plus de 1000A si on le souhaite.... attention a bien dimensionner les câbles parce que 1000A en 12v ça fait 12 000 W.... et sans protection ça peut vite faire un peu de fumées non pas au niveau des batteries qui sont protégés, mais au niveau des câbles et des instruments en cas de court-circuit si on ne met pas les bon fusible ou les bons disjoncteurs. 


les BMS offrent souvent l'option Bluetooth avec des applications qui permettent de suivre la température, la charge et le voltage de chaque cellule et le nombre de cycle effectué afin d'avoir un etat de santé optimal sur le parc a batterie : 

 

[Igloo]

Merci pour ce post très intéressant et instructif.
Tellement qu'il n'y manque que l'ordre de grandeur des prix de chaque élément pour qu'on juge de la pertinence à fabriquer soi-même ses propres batteries lithium LifePo4.
Igloo finance


Batterie Lithium LiFePo4 ???
Lithium Fer Phosphate, une évolution de la batterie lithium-ion, qui ne présente plus le risque d'explosion ou d'incendie, qui bénéficie d'un grand nombre de cycles (2000) et de ce fait d'un excellent rapport qualité/prix.

[Captain Cool]

tu as raison, un ordre de prix serait plus. le mieux et des mettre le lien d'un nomade dont les équipement sont tres proches de nos bateaux en plus il nous explique une chose qui concerne aussi nos bateaux puisque comme lui  nous sommes soit en 12v, soit en 24 volts. 


https://www.youtube.com/watch?v=8pQ-NIIVyh4

[FullHaya]

Le jeu en vaut il la chandelle ????
Le gros intérêt de cette technologie de batterie reste de mon point de vue le poids. Le prix reste un problème. On retrouve plus cette techno sur les bateau de course au large que sur les bateaux de plaisance.
En effet avec d'autres technologies de batteries plus classiques, une installation bien faite et bien calibrée + un dispositif de recharges variées adapté au type de navigation programmé on en sort très bien.
Quand j'ai refait l'installation d'énergie du bord la techno Lithium était encore à ses débuts pour la plaisance. J'ai fait le choix de batteries GEL ULTRACELL qui supportent des décharges profondes si l'on prend soin de les recharger dans la foulée. Elles encaissent u nombre de cycle très important avant de rendre l'âme et pour un coût raisonnable.
Leur seul défaut le poids.
Depuis que cette installation est en place (2015) je n'ai plus jamais entendu parler d'un souci d'énergie à bord. La recharge se fait par panneaux solaires - Alternateur moteur - Chargeur de quai.
Le parc conséquent ne descend jamais de plus de 30% ce qui laisse toujours 70% d'énergie dans le pire cas. OK j'ai été un peu généreux et pessimiste dans mon calcul de besoin.

[Igloo]

Le vrai critère pour déterminer le prix d'une batterie "en vrai" devrait être le nombre de cycles et la profondeur de ces cycles sans danger pour la longévité de la dite batterie.
Et là, il n'y a pas photo ! Les LiFePo4 de bonne qualité monte jusqu'à 8000 cycles avec un DOD de 95%.
Qui dit mieux ? Actuellement personne.
Gros investissement ( pondéré si assemblée soi-même) mais rendement inaccessible.
Igloo impartial?

[FullHaya]

Ces batteries sont surement à privilégier si on tape dedans pour les descendre avec un DOD de 95% et qu'on est prêt à investir ce que cela coute.
Avant de faire mon choix j'avais consulté un tableau qui donnait un coût au kWh par type de batterie.
Pour le modèle que j'ai, le coût est de 0,27 €/ kWh(batterie 100 Ah unitaire. J'en ai 4) Total invest pour 4= 817 € aujourd'hui
Pour une batterie Lithium le coût est de 0,24 €/kWh pour une 100 Ah en 12 V. Dans ce cas j'aurais pu me contenter de 2 batteries max. Total invest pour 2 = 2458 € aujourd'hui
Comme je l'ai expliqué mes batteries ne descendent jamais de plus de 30% en utilisation intensive journalière. Avec un DOD de 50% le nombre de cycle garanti est de 1200.
J'ai les batteries en usage depuis 7 saisons avec un usage de 6 mois/an
Pour l'instant je ne constate aucune perte de performance.
Voilà juste pourquoi je me posais la question dans le sens de "le jeu en vaut il la chandelle "
Chacun fera comme il veut ou comme il peut.
Pour moi le gros plus c'est je le répète le poids.
J'ai 120 Kg de batteries en Gel. En Lithium ce serait 27 kg.
Là oui il n'y a pas photo.

[Captain Cool]

FullHaya a écrit:

...// Avant de faire mon choix j'avais consulté un tableau qui donnait un coût au kWh par type de batterie. Pour le modèle que j'ai, le coût est de 0,27 €/ kWh(batterie 100 Ah unitaire. J'en ai 4) Total invest pour 4= 817 € aujourd'hui Pour une batterie Lithium le coût est de 0,24 €/kWh pour une 100 Ah en 12 V. Dans ce cas j'aurais pu me contenter de 2 batteries max. Total invest pour 2 = 2458 € aujourd'hui//....

peux tu  revenir sur ce coût au kWh?, tu m'as perdu sur ce coup là 


d'autant que si le DOD est de 50% pour une batterie plomb, elle passe a 95% pour du Lifepo4. 


La où je vois un intérêt certain, c'est sur les bateaux qui sont en filières, au corp mort, ou a des endroit où il n'y a pas de courant, pour les bateaux pour les nomades, ou pour les familles qui ont fait le choix de vivre a bord a l'année. 


tout au long de l'année, en fonction de la saison, la durée d'ensoleillement, l'inclinaison du soleil et la luminosité varie, mais plus encore, en hivers, les jours sont court et la météo rend les systèmes photovoltaïques aléatoires, on arrive difficilement a avoir 4 heures d'ensoleillement , alors qu'en plein été, un soleil au zénith et plus de 16h d'ensoleillement 


le Lifepo4 qui a une décharge a 95% peut encaisser des charges très rapide avec toute la puissance d'un panneau photovoltaïque sans sourciller, 
les batteries traditionnelles ne peuvent descendre sous la barre des 50% de décharge et elle ne peuvent encaisser que 10 a 15% de leur capacité en terme de charge. et un autre inconvénient a prendre en compte pour les batteries traditionnelles, c'est la difficulté a les charger complètement. même avec un système de charge optimal, il faut des heures pour équilibrer les cellules autant dire qu'en 4 heures et pas tous les jours en hivers, il est impossible de charger a 100% les batteries pb


sur ce point là, le lifepo4 fait beaucoup mieux, il faut moitie moins de batteries pour la même capacité utilisable, même l'hivers le peu d'heures d'ensoleillement peut suffire a obtenir une charge complète, le poids qui est quant même un gros ennemie pour nous est sans commune mesure entre les 2 technologies. 


c'est sans le moindre doute des facteurs a prendre en compte dans les calcules de la rentabilité de ces batteries. 


Si je repèrent ton calcule (avec les cellules citées dans le sujet)
Des batteries Ultracell 100ah 12v, ça vaut dans les 200€/ pieice, et il en faut 4 pour avoir 200ah utilisables (cout 800€) pour 1200 cycles
un pack 4 cellules 200ah 12v qui permet la même capacité utilisable que l'Ultracell vaut dans les 500€ plus le BMS donc dans les 600€ pour 8000 cycles

 la possibilité de charger en 4heures, et donc de pouvoir etre utilisé en journée alors que l'Ultracell lui ne permet d'utiliser que le résidu de production des panneau photo voltaïques. bien que nous en ayons besoins (frigos, instruments, communications lumière intérieur....)


mon système actuel surdimensionné me pose des problèmes en hiver lies au système de vidéo surveillance et a la sécurité du bateau (éclairage et pompes d'assèchements et ventilation) certains jours, le système se coupait le matin avant le levé du jour (coupure prévue pour ne pas descendre sous les 50% de capacité du parc. mais plus grave, les jours sans soleil (on a pu avoir des semaines de mauvais temps et la le probleme devenait plus grave, puisque le peu d'ampères sur une journée ne suffisait pas a recharger les batteries. 


je pense donc passer au Lifepo4 en me basant sur les données les plus pessimistes, et l'expérience de l'hivers passé pour redimensionner mon parc ceci pour permettre l'utilisation de mon convertisseur à 100% durant au moins 1 heure, et a la capacité max de mon système solaire. 

[Captain Cool]

FullHaya wrote:

...// Avant de faire mon choix j'avais consulté un tableau qui donnait un coût au kWh par type de batterie. Pour le modèle que j'ai, le coût est de 0,27 €/ kWh(batterie 100 Ah unitaire. J'en ai 4) Total invest pour 4= 817 € aujourd'hui Pour une batterie Lithium le coût est de 0,24 €/kWh pour une 100 Ah en 12 V. Dans ce cas j'aurais pu me contenter de 2 batteries max. Total invest pour 2 = 2458 € aujourd'hui//....

peux tu  revenir sur ce coût au kWh?, tu m'as perdu sur ce coup là 


d'autant que si le DOD est de 50% pour une batterie plomb, elle passe a 95% pour du Lifepo4. 


La où je vois un intérêt certain, c'est sur les bateaux qui sont en filières, au corp mort, ou a des endroit où il n'y a pas de courant, pour les bateaux pour les nomades, ou pour les familles qui ont fait le choix de vivre a bord a l'année. 


tout au long de l'année, en fonction de la saison, la durée d'ensoleillement, l'inclinaison du soleil et la luminosité varie, mais plus encore, en hivers, les jours sont court et la météo rend les systèmes photovoltaïques aléatoires, on arrive difficilement a avoir 4 heures d'ensoleillement , alors qu'en plein été, un soleil au zénith et plus de 16h d'ensoleillement 


le Lifepo4 qui a une décharge a 95% peut encaisser des charges très rapide avec toute la puissance d'un panneau photovoltaïque sans sourciller, 
les batteries traditionnelles ne peuvent descendre sous la barre des 50% de décharge et elle ne peuvent encaisser que 10 a 15% de leur capacité en terme de charge. et un autre inconvénient a prendre en compte pour les batteries traditionnelles, c'est la difficulté a les charger complètement. même avec un système de charge optimal, il faut des heures pour équilibrer les cellules autant dire qu'en 4 heures et pas tous les jours en hivers, il est impossible de charger a 100% les batteries pb


sur ce point là, le lifepo4 fait beaucoup mieux, il faut moitie moins de batteries pour la même capacité utilisable, même l'hivers le peu d'heures d'ensoleillement peut suffire a obtenir une charge complète, le poids qui est quant même un gros ennemie pour nous est sans commune mesure entre les 2 technologies. 


c'est sans le moindre doute des facteurs a prendre en compte dans les calcules de la rentabilité de ces batteries. 


Si je repèrent ton calcule (avec les cellules citées dans le sujet)
Des batteries Ultracell 100ah 12v, ça vaut dans les 200€/ pieice, et il en faut 4 pour avoir 200ah utilisables (cout 800€) pour 1200 cycles
un pack 4 cellules 200ah 12v qui permet la même capacité utilisable que l'Ultracell vaut dans les 500€ plus le BMS donc dans les 600€ pour 8000 cycles

 la possibilité de charger en 4heures, et donc de pouvoir etre utilisé en journée alors que l'Ultracell lui ne permet d'utiliser que le résidu de production des panneau photo voltaïques. bien que nous en ayons besoins (frigos, instruments, communications lumière intérieur....)


mon système actuel surdimensionné me pose des problèmes en hiver lies au système de vidéo surveillance et a la sécurité du bateau (éclairage et pompes d'assèchements et ventilation) certains jours, le système se coupait le matin avant le levé du jour (coupure prévue pour ne pas descendre sous les 50% de capacité du parc. mais plus grave, les jours sans soleil (on a pu avoir des semaines de mauvais temps et la le probleme devenait plus grave, puisque le peu d'ampères sur une journée ne suffisait pas a recharger les batteries. 


je pense donc passer au Lifepo4 en me basant sur les données les plus pessimistes, et l'expérience de l'hivers passé pour redimensionner mon parc ceci pour permettre l'utilisation de mon convertisseur à 100% durant au moins 1 heure, et a la capacité max de mon système solaire. 

[FullHaya]

Bonjour Captain Cool,
J'ai lu avec attention ton dernier post.
Les chiffres que j'ai mentionné sont issus d'un tableau que m'avait fourni mon fournisseur WATTUNEED.
Ce tableau est toujours disponible en ligne et évolue au fil de l'eau des nouvelles technologies distribuées par celui-ci.
Tu peux aller le consulter pour info sur leur site WEB. On le trouve dans les fiches technique des batteries en vente.


Ma remarque sur le choix à faire et les motivations réelles de celui-ci a valeur pour mon cas qui n'a absolument rien à voir avec l'utilisation de ton bateau. Mais il reste assez proche de ce qui représente plus de 95% des plaisanciers.
Pour toi et avec les arguments évoqués je peux comprendre que cette technologie lithium t'intéresse.
Mais c'est un cas TRES atypique.
Tu utilises ton bateau comme une résidence secondaire avec les éléments de confort que l'on est en droit d'attendre chez soi. Tu as installé pléthore de consommables électrique qui n'existent pas sur la plupart des bateaux de plaisance.
Ton bateau réside dans une rivière et un port certes au prix insignifiant mais sans les commodités qu'on retrouve normalement ailleurs. Tu es 365 jours/an sans réseau électrique 220v domestique. Ta consommation énergétique quotidienne est significative même quand personne n'est à bord !!!
Je ne connais pas ces consommations quotidiennes d'énergie ni l'installation que tu as faite pour garantir ces besoins en nomadisme 100%. Mais à te lire c'est insuffisant.
J'ai en référence ma fille qui vit en camion toute l'année et qui ne se branche jamais sur le réseau électrique. C'est similaire à ton cas. Je lui ai fait son installation électrique.
Avec frigo en 220 V et tout le reste en 12 V dont le chauffage Webasto qui fonctionne l'hiver. Elle s'en sort toute l'année même sans bouger pendant de longues périodes grâce à ses 700 w de panneaux solaire sur le toit. Et selon elle, ses batteries surveillées par le contrôleur sont chaque jour à 100% dans la journée hiver compris à la montagne.
Bien sur si elle roule les batteries sont à 100% avec un chargeur intelligent et elle a aussi un chargeur de quai installé mais qu'elle ne branche jamais. Elle n'a que 200 Ah de servitude GEL. C'est le solaire qui assure les besoins dans l'immense majorité des cas.
C'est donc très similaire à un bateau et à ce que je constate 6 mois par an sur le mien. Batterie toujours à 100% tous les jours même si j'ai beaucoup moins de panneaux solaires à bord. Je constate aussi que ces panneaux chargent dès qu'il fait jour et qu'il y ai soleil ou pas. Certes le rendement est bien meilleur avec grand soleil mais les panneaux sont sensibles à la lumière du jour et pas seulement au soleil. Donc même l'hiver et sans soleil il y a une recharge qui s'opère et qui peut-être calculée. On a pris ce paramètre en compte pour ma fille pour dimensionner le parc solaire.
Bref pour conclure, l'intérêt majeur des batteries Lithium au prix du moment sera pour l'immense majorité des plaisanciers le POIDS et l'encombrement à rendement comparé avec les technos comme le GEL. J'avais fait le choix lithium sur ma moto pour cette raison. Je ne reviendrais pas sur le sujet car chacun fait en fonction de son besoin.
Si le lithium répond au tient, le changement de techno s'impose. Et si avec un investissement de 600 € tu solutionnes tes problèmes d'énergie la question ne se pose même pas. Fonce.