Comment installer des batteries de bateau au lithium

Installation d'un batterie lithium-ion la banque est la réponse actuelle à la demande électrique accrue sur les yachts de croisière en mer bleue, surtout si l'on compte arrêter d'utiliser le GPL pour cuisiner.

Cependant, l'installation de batteries lithium-ion peut être difficile et compliquée, et si c'est mal fait, cela présente un risque d'incendie important.

Pour commencer, actuellement, la cellule de batterie lithium-ion sûre recommandée pour une utilisation sur un bateau est le lithium-fer-phosphate (Lifepo4), également connu sous le nom de LFP.

Même s'ils peuvent encore prendre feu (comme n'importe quelle batterie) en cas de positionnement ou d'utilisation incorrecte, ces cellules ont subi des tests approfondis par les autorités anti-incendie de plusieurs pays et sont généralement ignifuges par elles-mêmes.

Pour une utilisation sur un bateau, il est fortement déconseillé d'utiliser des mélanges lithium-ion automobiles contenant du nickel, cobalt, et du manganèse, car ils sont beaucoup plus susceptibles de souffrir “Runage thermique” s'ils fonctionnent mal.

Comme il n’existe aucune méthode pratique pour transférer le même mécanisme de protection complexe dans lequel les batteries de voitures électriques précédentes étaient initialement conçues pour fonctionner sous, cela exclut effectivement l’utilisation de ces batteries.

Systèmes à haute tension (souvent 48V, 72V, ou 96V) sont généralement utilisés dans les yachts à propulsion électrique, nécessitant des systèmes de contrôle correctement conçus.

Bien qu’il serait tentant d’utiliser des cellules de batterie lithium-ion avec une densité énergétique plus élevée pour ces applications, comme le lithium-cobalt (LiCoO2), cela coûterait très cher et nécessiterait une conception et une installation professionnelles.

En outre, pourquoi installeriez-vous ce type de batterie sur votre yacht si vous ne pouvez pas obtenir d'assurance pour cela?

Les avantages des batteries LFP

Les batteries LFP offrent deux avantages clés par rapport au plomb (LE) batteurs: ils accepteront un très vite, recharge à courant élevé et peut être épuisé pratiquement jusqu'au vide sans avoir besoin d'une recharge régulière pour 100% État d'accusation (Soc).

En fait, ils se contentent généralement d'occuper une position SOC entre 20% à 80%. Bien que la majorité des systèmes de gestion de batterie intégrés (Bms) les éteindra à environ 12 V, ce qui est comparable à environ 10% Soc, vous pouvez même vider totalement les LFP sans les endommager.

Le BMS devrait éteindre automatiquement la source de charge à environ 14,2 V, afin d'éviter une surcharge, quand ils sont complètement chargés.

En plus, Les batteries LFP offriront beaucoup plus de cycles de charge qu'une batterie LA de capacité équivalente. Enfin, elles sont également nettement plus légères que n'importe quel type de batterie LA, qui peut avoir un impact significatif sur l'équilibre et les performances d'un voilier.

Conversion LFP?

Tout câblage connecté et protection de circuit pour les batteries LFP doivent être capables de gérer et personnalisés pour la tâche étant donné leur capacité à prendre et décharger des courants très importants..

Il est également important de garder à l’esprit qu’il n’est pas toujours possible de connecter plus de deux “rendez-vous” Batteries LFP (ceux ayant un BMS inhérent) ensemble en série ou en parallèle pour créer une banque plus grande.

Si vous avez besoin de capacité supplémentaire, il est généralement préférable de construire une banque personnalisée à partir de cellules 3,2 V séparées et d'ajouter un seul BMS externe pour faire fonctionner l'ensemble de la banque simultanément.

Vous devez acheter du neuf, Cellules de qualité A si vous souhaitez assembler votre propre parc de batteries à partir de cellules individuelles.

La plupart des achats en ligne bon marché en Chine sont des cellules d'occasion qui sont fréquemment remplacées par une alimentation sans coupure. (Hauts) ou tout autre appareil similaire utilisé par une banque de stockage de données.

Malgré la possibilité de chance, cela n’en vaut vraiment pas la peine car il sera presque impossible de récupérer votre argent.

Il est idéal que les cellules aient fait tester leur capacité et arrivent à un niveau de tension relativement similaire, mais il faut d'abord les équilibrer pour être certain.

Même si c'est faisable, il n'est pas recommandé d'utiliser des LFP pour le fonctionnement du propulseur d'étrave et du guindeau d'ancre. La plupart ne fonctionneront pas malgré tout depuis le moment où, les demandes de courant élevées de ces appareils dépassent fréquemment le seuil de sortie de leur BMS.

La partie d'une installation LFP qui soulève le plus de questions est de savoir comment configurer correctement l'appareil pour le chargement..

Des jugements personnels et pratiques doivent être faits comme pour d'autres choses sur un bateau, et beaucoup d'entre eux peuvent changer en fonction de la taille et du type de bateaux..

Améliorer la longévité cellulaire

Les batteries LFP peuvent être chargées et déchargées à des taux nettement plus élevés, même jusqu'à 1 °C, que les batteries au plomb. (LE) types car ils ont une résistance beaucoup plus faible (1 x capacité, ou 100A pour une batterie de 100Ah).

La charge doit s'arrêter lorsque le courant de charge tombe entre 0,015C et 0,03C afin d'éviter une surcharge des batteries.. Cependant, ils sont généralement chargés entre 0,5 C et 1,0 C jusque-là.

Certains fabricants conseillent même d'arrêter la charge à 0,1 °C pour réduire davantage le stress des batteries et prolonger leur durée de vie.. Étant donné que le SOC peut atteindre son maximum lorsque la batterie LFP n'est qu'à moitié chargée, il ne peut pas être identifié uniquement par la tension de la batterie. En outre, une batterie LFP 12,8 V complètement chargée a une tension de repos de 13,4 V à 13,6 V, ce qui est nettement supérieur aux 12,7 V d’une batterie au plomb typique. Quand une batterie LA doit être à 11,8V, il indiquera toujours 13 V à 20% Soc.

Charge de batterie

1.

Comment configurer la charge de l'alternateur en fonction de votre installation et de tout équipement actuel que vous avez l'intention de conserver est l'un des aspects les plus déroutants d'une mise à niveau LFP..

En raison de sa résistance interne extrêmement faible, une batterie LFP prendra autant de courant que possible de l'alternateur. L'enroulement de l'alternateur finirait par mourir à cause d'une surchauffe si cela n'était pas contrôlé..

Vous allez probablement surcharger l'alternateur, le relais de détection de tension (VSR), si vous laissez une batterie de démarrage du moteur LA connectée directement à la sortie de l'alternateur et chargez le banc de loisirs LFP au lieu du parc de batteries domestique LA à l'aide d'un VSR. En réalité, même si le VSR survivait à cette condition, il ne fonctionnerait pas comme il le devrait car le relais devrait rester constamment engagé en raison de la tension de repos plus élevée du LFP.

L'installation d'un régulateur d'alternateur intelligent externe est une solution suggérée. Cet appareil sera équipé de capteurs de température pour la batterie et l'alternateur, et il régulera la charge si nécessaire pour maintenir l'alternateur dans une plage de température de fonctionnement sûre tout en permettant à la banque LFP de recevoir la quantité maximale de charge..

2.

Installer un DC-DC (B2B) un chargeur entre la batterie de démarrage et la banque interne LFP tout en chargeant la batterie de démarrage directement à partir de l'alternateur est une stratégie populaire pour sa simplicité.

Le principal avantage de cette approche est qu'un chargeur DC-DC maintiendra la consommation actuelle de l'alternateur et de la batterie de démarrage au minimum tout en garantissant également que les paramètres de charge de sortie sont parfaitement compatibles avec la banque maison LFP..

En plus, car il peut continuer à charger la batterie de démarrage normalement même si le LFP BMS s'arrête pour une raison quelconque, les diodes de l'alternateur sont sauvegardées.

Le seul inconvénient majeur est que la quantité de charge pouvant être envoyée à la banque sera limitée par la puissance maximale du chargeur DC-DC.. Si un courant de charge total plus élevé est nécessaire, cet inconvénient peut être évité en connectant plusieurs chargeurs DC-DC en parallèle.

Température régulée

1.

J'ai récemment découvert une technique connue sous le nom de “peu de moyens,” parfois appelé “régulation des fils longs.”

Il s'agit de connecter directement l'alternateur, qui a un régulateur intégré, à la banque LFP, ajuster le diamètre et la longueur du câble pour contrôler la quantité de courant consommé, et déterminer la résistance nécessaire en utilisant la loi d'Ohm afin d'abaisser le courant de charge à un niveau qui se situe dans les limites de charge de travail sûre de l'alternateur. Bien que ce principe soit vrai, l'utilisation d'un fil comme résistance entraînera un échauffement du fil et n'est pas conseillé par les organisations professionnelles d'électricité maritime.. Il est également peu probable que les compagnies d’assurance soutiennent cette pratique en cas d’accident..

2.

Un problème avec les batteries LFP du “rendez-vous” La variété est que le BMS cessera simplement de fournir de l'énergie à la batterie lorsqu'il déterminera qu'elle est complètement chargée..

Il sera acceptable qu'il s'agisse d'un chargeur solaire ou DC-DC. Cependant, si c'est ton alternateur, arrêter la charge immédiatement détruira sûrement ses diodes de sortie.

Enfin, il est crucial de garder à l’esprit que les batteries LFP ne recevront aucune charge à 0°C ou moins.

Vous devez donc placer votre boîtier de batterie sur des coussins chauffants pour maintenir une température de 5°C ou plus si elle descend fréquemment à ce niveau..

Ils finiront par accepter le paiement, mais cela entraînera une consommation d'énergie considérable.

Lors du passage aux batteries LFP, il y a une autre considération physique cruciale à garder à l’esprit.

Vous devez vous assurer que votre courroie d'entraînement peut supporter la charge accrue de l'alternateur causée par les taux de charge plus élevés..

Assurez-vous que la ceinture est du bon type, en bonne forme, et est correctement tendu.

Seuls les alternateurs évalués jusqu'à 75 A peuvent utiliser une courroie trapézoïdale normale..

Au dessus de ça, une courroie et des poulies puissantes, comme l'entraînement par courroie serpentine multicanal, sont nécessaires.

Diverses configurations de batterie

Voici les trois principales techniques d'installation des batteries domestiques LFP et du démarrage du moteur LA.:

L'énergie solaire ou un alternateur peuvent charger une batterie domestique. Pros: Risque d'échec le plus faible; simple et sûr. Inconvénients: Toute charge supplémentaire serait gaspillée une fois que chaque batterie aurait atteint sa pleine capacité.

Solaire pour démarrer la maison, l'alternateur pour démarrer la batterie, ou un chargeur DC-DC pour démarrer la maison. Points positifs: Les LFP de la maison sont chargés selon les paramètres LFP appropriés et l'alternateur est protégé contre les déconnexions inattendues.. Inconvénients: Le taux de charge maximum est limité par les chargeurs DC-DC.

DC-DC de la maison à la batterie de démarrage en passant par l'alternateur et l'énergie solaire. Points positifs: Chargement plus rapide grâce à la charge maximale de la banque maison LFP. Inconvénients: Une régulation externe de l'alternateur est nécessaire pour éviter la surchauffe de l'alternateur.