Batteries à bord ..... questions niaises :)

Batteries à bord - fils ou des incompétents comme moi peuvent y poser leurs questions niaises :)

Question 1.
Bonjour à tous, quand je vois les "études sur le tas" qu'il faut faire pour installer du lifePo4 sur nos bateaux à la place des batteries plomb avec une marge de sécurité suffisante et la relative complexité de ces installation je regarde nos bonnes vieilles batteries plomb avec un nouveau regard et me vient plein de questions.
Par exemple, imaginons qu'on traverse une zone de pétole de 300 miles au moteur. Pendant ce temps l'alternateur charge nos batteries plombs, comment l'alternateur "sait-il" que les batteries plomb sont chargées à bloc et qu'il peut arrêter de produire du courant ? Et si il ne le sait pas et qu'il continue ad vitam eternam, comment les batteries plombs encaissent de se faire encore charger pendant 24h+ alors qu'elles sont déjà "gonflée à bloc" (chargée à 100%).

Questions 2.
La "courbe" de décharge des lifepo4 (voltage) étant relativement plate à l'opposé des batteries plomb, comment mesure-t-on le % de charge d'une batterie lifepo4 vu que le voltage n'est pas une donnée suffisament indicative ?

L'équipage
07 jan. 2024
07 jan. 2024

Q1 : c'est une charge en tension, le courant s'adapte. Quand les tensions sont égales, le courant de charge est nul, ou presque :-)

Q2 : par la tension c'est possible, mais demande un capteur très précis. D'où le "BMS" qui combine plusieurs moyens, par exemple intégration du courant sortant et entrant, recalage quand la batterie est relaxée etc ...


Pierre3:Merci, pourrait-on donc comparer l'électricité à de l'eau avec la tension (volts) équivalente à la hauteur d'eau ? Donc l'eau s'écoule d'un barrage et quand les niveaux d'eau sont équivalents le courant s'arrête ? Si oui c'est concret et ça me parle :)·le 07 jan. 22:39
roc:C'est effectivement une analogie qui peut être faite, en première approche (mais qui hérisse les cheveux sur la tête des physiciens).·le 07 jan. 23:23
Polmar:Mais qui justifie bien des analogies linguistiques entre électricité et hydraulique 😉·le 08 jan. 09:28
07 jan. 2024

1) L'alternateur ne doit pas être considéré comme un générateur de courant, mais de tension. Il va "offrir" mettons 14 V au circuit électrique. Si le circuit a faim, il va manger les ampères que ce générateur est capable de donner. S'il n'a pas faim, il regardera la belle marmite pleine de ses 14 V sans y toucher. Dans le cas que tu décris, si la batterie est déjà à 14 V, aucun courant ne la traversera. Si elle est à 13,8 V, un faible courant la traversera (i.e. la chargera). Si elle est à 12 V, là ça va charger fort (la batterie à TRES faim).

2) Deux méthodes
a) Bestial :
Ben la courbe est assez plate, mais pas tout à fait. Donc il suffit d'être précis dans la mesure pour connaître la charge (y'a intérêt à ce qu'il n'y ait pas trop de différences entre la courbe de décharge des cellules et la courbe étalon qui sert à mesurer cette décharge, sinon le résultat est totalement foutraque)
b) Malin :
Un circuit mesure en permanence les Ah qui entrent et qui sortent des cellules. Problème : si la batterie est naze, elle ne stocke plus grand chose et le circuit est capable de te dire que tes batteries sont chargées à 75% alors qu'il ne reste que 25% de la charge annoncée (c'est un exemple).
Solution hybride très maline : Le circuit en b) mesure aussi la tension de batterie, et tempère son résultat en fonction, selon la méthoe de a). Ca doit exister, mais ça doit pas courir les pontons et ça doit pas être donné.


Pierre3:Merci, pour la réponse à la question 1 il semble que ça rejoint ce que j'ai répondu à Titimarin ci-dessus donc. Pour question 2, OK bien compris.·le 07 jan. 22:41
roc:Oh oui ! Donnez moi des moins un, encore, encore !·le 07 jan. 23:21
Polmar:Et si le la solution est très très maline, on y introduit la capacité réellement disponible de la vieille batterie.·le 08 jan. 09:37
07 jan. 2024

Ce qui menace le plus une batterie de principe de stockage electrochimique, quel que soit son type est la SURCHARGE qui peut avoir des conséquences qui peuvent être rapidement grâves, destructrices ou même explosives. Par rapport aux batteries lithium celles au plomb ont au moins le mérite de ne pas pouvoir aboutir à un incendie interne incontrôlable.
Il est donc absolument VITAL que le système de charge arrête de charger quand la recharge maximum est atteinte, c'est à dire que TOUTE les molécules chimiques déposées sur une surface porteuse ont été ramenées à leur état chimique initial. Poursuivre alors pour une batterie au Plomb provoque en effet une électrolyse de l'éectrolyte aqueux avec dégagement d'hydrogène facilement infammable et surchauffe des plaques qui peuvent se déformer et entrer en court circuit.
Un alternateur à excitation est une machine tournante théoriquement réversible composée de bobinages répartis entre inducteur et induit. On sait qu'un bobinage alimenté en courant produit un champs magnétique et que réciproquement un champs magnétique se déplaçant devant un bobinage induit un courant électrique récupérable aux bornes. DONC il suffit de contrôler le courant dit d'excitation dans un bobinage inducteur pour provoquer ou non la production de courant pour charger une batterie.
A noter que par définition un alternateur produit du courant alternatif qu'il faut donc redresser en continu avec des diodes de puissances. Autrefois la dynamo (de Gramme) produisait directement du courant continu grace à son collecteur mécaniquement redresseur, montage TRES astucieux mais avec hélas des défauts certains dont un nettement moins bon rendement.
EN PRATIQUE un REGULATEUR, pièce indispensable et VITALE surveille en permanence l'évolution de la TENSION aux bornes de la batterie et autorise ou non un courant d'excitation pour l'alternateur de charge. LE PRINCIPE EST DONC TRES SIMPLE AUTANT QU'EFFICACE.
La batterie au Pb peut avoir une très forte capacité THEORIQUE par exemple 100AH sous 12V mais ne peut être en pratique déchargée qu'à 50% ce qui fait qu'on ne dispose que de 50AH.
La résistance INTERNE est TRES FAIBLE (0,01ohm) ce qui permet des pointes d'intensité TRES forte (par exemple 500 à 700A, un démarreur pouvant appeler par exemple 100 à 300AH en instantané.
La courbe de décharge d'une batterie au Pb est relativement PLATE:
Pour une 12V juste en fin de charge on mesure 13,7V mais 10mn plus tard on arrive à 12,8V et la tension en usage va progressivement tomber jusqu'à 11,7V décharge à 50% puis 11,5V début de menace sur la vie de la batterie.
Les Lithium permettent des décharges presque jusqu'à vide mais nécessitent une surveillance ENCORE PLUS RIGOUREUSE, ce qui oblige à une électronique de contrôle incluse dans la batterie et espérer qu'elle fasse vraiment son travail, d'autant que le mode de charge toléré n'est pas identique à celui que propose le régulateur pour batterie au Pb !!!!


edbum:Bonjour+1...pour le temps passé et l'explication... Que je pense avoir bien saisi🤔Merci.... Jean ·le 08 jan. 02:36
duffy:Juste un exemple vécu sur une surcharge de batterie plomb acide sur un bateau copain :le régulateur de panneau solaire a eu une panne durant l'hivernage (c'etait un PWM je crois) et a laissé passé le courant des PS direct (faible , c'était l'hiver mais pdt plusieurs mois avec une tension >18V).On part de la place au printemps pour aller caréner, un coup de propulseur d'étrave et un grand boum dans le carré. Une batterie de service avait explosé , répandu des vapeurs d'acide sulfurique dans le carré (batteries sous un bac du carré) et tout le liquide dans les fonds. La deuxième batterie de service était bouillante et à 15V. Le nez dessus on était aveugle.Comme quoi même un "BMS simple" (isolation des batteries en cas de surtension ou de sous tension) peut servir pour des batteries plomb.coté alternateur, sur une batterie LFP, il va avoir une temp de fonctionnement plus haute que pour une plomb (résistance plus faible et appel en tension un peu plus fort). En gros 10°C de plus divise sa durée de vie (MTBF) par deux.·le 08 jan. 07:59
07 jan. 2024

Merci beaucoup pour cet effort "collégial", je lirai attentivement vos questions ce soir. Pour l'alternateur, s'y trouve aussi apparemment des "diodes". Ce sera probablement le sujet de ma prochaine question.


07 jan. 2024

A propos de la confusion permanente entre TENSION (voltage) et COURANT (AMPERE).
Un courant (électrique) PAR DEFINITION est une circulation d'électrons courant voulant bien dire que des électrons se déplacent. On parle donc d'électricité AU SENS DYNAMIQUE ce qui implique OBLIGATOIREMENT le temps donc le débit et la Puissance.
Par opposition il y a au départ l'électricité STATIQUE: il y a une accumulation obtenue d'électrons qui ne bougent pas mais dont la somme des charges élémentaires peut aboutir à une Tension qui peut être ENORME dans les orages.
Dans un condensateur les charges électriques se répartissent accumulées sur chaque plaque.
Il existe et vendu des SUPERCONDENSATEURS proposant des capacités de stockage importantes et avec des possibilités de décharge du même ordre (cf alimentation de Laser puissants)
Dans les batteries électrochimiques les mofifications/déplacements des structures chimiques expliquent charges et décharges ce qui se traduit par un courant électrique en AMPERE reflet de la quantité d'électrons transférés exprimée en Coulomb. Naturellement pour que cela puisse se passer il faut que le niveau POTENTIEL exprimé en Volt des éléments en cause le permette !!!!!!!
Par exemple pour une batterie au Pb dont le potentiel de fin de charge sera 13,8V il faut OBIGATOIREMENT que la TENSION de début de Charge soit SUPERIEURE, habituellement d'au minimum proche de 1V soit 14,5V par exemple. Si on monte en tension on monte alors en intensité avec des réactions chimiques plus rapides et violentes avec donc des conséquences destructrices éventuelles.
On peut piloter manuellement en permanence une charge en disposant d'un générateur où l'on contrôle et mesure la TENSION et l'INTENSITE. Le plus simple basiquement est un mode en continu avec limiteur d'intensité: par exemple pour une 100AH on va charger au maximum à 10A pendant 10h et on débranche. Les chargeurs automatiques proposent des modes de charge plus performants.


07 jan. 2024

Question 1 :
C'est pour cette raison que les régulateurs d'alternateurs sont généralement réglés à une tension un peu inférieure à la tension d'absorption de la batterie, pour ne pas trop surcharger en cas de fonctionnement du moteur trop longtemps. Au lieu de régler à 14,4V par exemple comme pour un chargeur de quai qui ne maintiendra cette tension que sur la durée limitée de la phase d'absorption, vu que l'alternateur maintient la même tension indéfiniment, elle est réglée un peu en-dessous pour limiter les dégâts de la surcharge et avec l'inconvénient de ne jamais faire une recharge parfaitement à 100%.

Question 2 :
Le seul moyen fiable c'est de monter un moniteur de batterie équipé d'un shunt. Il mesure le courant qui entre et sort de la batterie et en intégrant sur le temps il calcule (estime en tout cas) en temps réel la quantité d'Ah restant dans la batterie. Déjà avec des batteries plomb l'estimation d'après la tension est assez hasardeuse alors avec du LFP...


08 jan. 2024

quand tu fais 1000KM en voiture ,c'est pareil ,c'est le régulateur qui s'en charge .


08 jan. 2024

Ce n'est pas l'alternateur qui donne, c'est le consommateur et dans ce cas précis la batterie qui reçoit en fonction de sa résistance interne.
L'alternateur ne calcule rien en tension, il donne le maximum de ce qu'il peut en tension, au maximum à 14,x volts. Ce qui limite la tension, c'est la résistance.
Lorsqu'on a compris ces règles de base, l'installation de batterie lithium devient beaucoup plus simple.
Beaucoup préférant une installation simple plutôt que de devenir un hall d'exposition Victron, branchent directement la batterie lithium en parallèle avec la batterie plomb, en vérifiant que l'alternateur régule à 14,3 volts, voire 14,4.


fritz the cat:ok mais seulement à la charge ,comme ce sont deux batteries de technologies différentes il ne faut pas les laisser en //quand elles ne chargent pas car les tensions de repos sont différentes .·le 08 jan. 10:39
red sky:pour qu'une batterie lithium ne vide dans une plomb, il faudrait que la plomb soit déchargée, or elle ne l'est pas. J'ai essayé de mesurer entre les 2, il n'y a rien. J'ai donné ici le lien d'un youtubeur qui les a laissé plusieurs jours en //, la perte est infime, de l'ordre de l'autodécharge de la batterie plomb. ·le 08 jan. 11:05
fritz the cat:ma life est a 13.2V et celle de démarrage à 12.5V ;j'ai mis une diode de forte puissance entre les 2 pour charger la life quand le moteur tourne ·le 08 jan. 13:33
outremer:Le Gap (fossé- décalage-offset ) de tension d'un semiconducteur diode Silicium classique inséré dans un circuit est 0,7V ·le 08 jan. 15:44
LAKS:Monsieur Fritz, "diode de forte puissance" = ??·le 08 jan. 19:25
red sky:Un batterie plomb à 12,5 V n'est pas rechargée au maximum, voilà pourquoi la lithium se décharge lentement.·le 09 jan. 11:22
Sypasi:@Laks : Diode = robinet électronique qui ne laisse passer le courant QUE dans un sens (avec une légère perte de tension), et pas dans l'autre. Forte puissance = peut supporter le passage d'un fort courant. En pratique c'est un truc simple à câbler, avec une entrée et une sortie. Ne pas se tromper de sens...·le 09 jan. 12:28
Duduche Braz:"Ce qui limite la tension, c'est la résistance."... Je trouve ça bizarre comme expression : la tension c'est la ddp (différence de potentiel, - la différence de hauteur pour l'analogie) et dans l'équation U = RI la résistance conditionne l'intensité... et, au bout du compte, la puissance puisque P = UI = RI^2... ·le 09 jan. 14:36
08 jan. 2024

Pour la question 2, la réponse est oui. Sous 12V, il ne reste plus grand chose, il est temps de songer à employer les grands moyens pour recharger; alternateur, hydrogénérateur, groupe électrogène...


09 jan. 2024

Hello,
@LAKS
Sur les conseils de Fritz Le Chat, j'ai intercalé entre la batterie Moteur PB et la servitude AGM un "grosse" diode de ce type pour 6€:
fr.aliexpress.com[...]71.html
Le résultat est que quand le courant ne va plus que dans un sens: Bat Moteur >> Bat Servitude.
Quand le Cyrix se ferme la batterie servitude ne se vide plus dans la moteur.
Je devais avoir une petite fuite dans ce sens car désormais ma batterie servitude a un voltage au repos plus élevé.
Amicalement.
FX


fritz the cat:sans déranger les diptères si le résultat est positif cela clos toute polémique à ce sujet ·le 09 jan. 13:10
a_guy:tu as câblé le Vin coté batterie démarrage et le out coté AGM c'est ça ?et ton chargeur de quai recharge coté démarrage ? c'est correcte ? ·le 09 jan. 14:06
fxvt:@a_guy
De mémoire oui, le Vin coté batt. de démarrage. Ainsi le courant "entre" par cette borne Vin , traverse la diode et sort par la borne Vout en direction de la batt. AGM.
Le chargeur de quai a 2 sorties, une vers la "moteur" et l'autre vers la "servitude". Donc à quai, chaque batterie a à manger.
En revanche, le panneau solaire ne charge que la servitude. C'était surtout ce mode d'alimentation que je voulais privilégier, c'est à dire que l'énergie produite par le solaire ne recharge pas la batt. moteur.
Amicalement.
FX·le 09 jan. 14:22
LAKS:Merci fxvt. Mes questions sont dans le droit-fil de celles de Pierre2, je me suis senti autorisé à en poser des naives , je suis ravi de ta réponse.Sans déranger les diptères : pour une LFP 200Ah, cette diode 40A. Je suppose que ces 40A ne sont pas calibrés en fonction de la "taille" de la batterie LFP.Peut-on monter cette diode 40A quelle que soit la LFP ? With or without terminal ?·le 09 jan. 18:14
LAKS:Lorsque la batterie plomb de démarrage arrivera en fin de vie, la remplacer à l'identique ou par une LFP ?·le 09 jan. 18:32
fxvt:C'est une diode 60 ampères. Quand la batterie moteur Plomb sera HS (je l'ai changé à l'automne) je ne mettrai pas une LIFEPO4. C'est inutile. Ce point a déjà été évoqué sur un des nombreux fils au sujet des batteries lithium.·le 09 jan. 18:35
09 jan. 2024

Hello,
@a_guy voici une photo de l'install. de la diode, c'est une 60A max.
On distingue de Cyrix à droite.
Amicalement.
FX


a_guy:Je te remercie beaucoup pour ces précisions .Je pense adopter le même type de montage car je rêve d'augmenter un peu ma batterie servitude mais j'avais cette problématique de ne pas décharger ma servitude dans la démarrage Très amicalementA_guy ·le 10 jan. 11:17
09 jan. 2024

-La courbe de tension des cellules Li n'est plus "plate" pour les BMS les plus évolués.
Il est parfaitement possible d'évaluer l'état de charge avec la tension en tenant compte de nombreux paramètres, résistance interne, température, courbes des décharges précédentes, etc.
-En général ces courbes de décharge sont représentées sur un schéma rectangulaire, temps en abscisse et tension en ordonnée, ce qui ne favorise pas la lecture précise des tensions. Le simple fait de "retourner" la représentation, avec la tension en abscisse et en étirant l'échelle permet de repérer des "bosses". Un traitement mathématique permet d'accentuer les écarts (dérivée des valeurs par rapport à je ne sais plus quoi...).
-On en déduit également l'état de santé de la batterie en permanence. Ces résultats sont aujourd'hui accessibles depuis la "valise " des concessionnaires auto dans l'attente de la nouvelle réglementation où ces infos seront en permanence accessibles sur le tableau de bord. (Et faciliter la revente des véhicules électriques d'occasion)
-Bien sur, les BMS à 50€ de nos batteries ne font pas ça. Même s'ils osent nous afficher des tensions au 1/1000 de volt.
-Les coulomb-mêtres comptant les ampères entrées/sorties sont très imprécis. Consommez à coup sûr 20 Ah sur une batterie de 100Ah, l'état de charge devrait indiquer 80%. C'est rarement le cas ne serait-ce que parce-que le vieillissement de la batterie n'est pas prix en compte.
-Autre constat, comparez les états de charge d'un BMV en sortie de batterie et celui indiqué sur votre moteur HB électrique et si vous avez moins de 10% d'écart, c'est parfait.


LAKS:Et nous autres, niais en tricity, on fait comment pour suivre charge/décharge et capacité restante dans nos LFP ? Je lis plus haut que les controleurs ne sont pas assez précis ?·le 09 jan. 18:27
PeeFl:Je suis moi même tout aussi niais en électricité, je vous parle de ce que j'ai constaté sur ma propre installation et de ce que j'ai pu lire dans des thèses de doctorat abordant le sujet. Pour ce qui est du quotidien, on est bien obligé de tenir compte ce que les appareils de mesure disent tout en gardant un œil critique. D'autant que s'il y a une régulation associée, c'est cette dernière qui va faire la loi à l'insu de notre plein gré.Lors de l'équilibrage de mes cellules LiFePO, j'avais 4 tensions affichées, 2 multimètres (qui disaient la même chose), la tension affichée par le chargeur et celle donnée par le BMS. Résultat, 0.4v d'écart entre les 2 extrêmes. J'ai pris pour bonne celle donnée par le BMS puisque c'est lui qui était appelé à réguler les entrées/sorties de la batterie.·le 10 jan. 09:48
09 jan. 2024

@fxvt, à propos de la diode...

Le résultat est que quand le courant ne va plus que dans un sens: Bat Moteur >> Bat Servitude.
Quand le Cyrix se ferme la batterie servitude ne se vide plus dans la moteur.

D'une part, pourquoi la batterie servitude se viderait dans la batterie moteur, cette dernière étant normalement toujours "suffisamment" pleine pour que le Cyrix ne se ferme pas ;

D'autre part, cette diode empêche/supprime la fonction start-assist...

Je ne comprends donc pas trop l'intérêt de cette diode...


fxvt:@Schnaps
Pour le Start/Stop, il y a un autre coupe circuit qui permet manuellement de coupler les 2 batteries. Ca m'arrange ca ça m'embêtait de devoir ajouter des fils et un inter. Je touche du bois, je n'ai jamais eu besoin de démarrer avec la batterie de servitudes.
Pour la diode: le voltage nominal de l'AGM servitude et supérieur à la PB Moteur et naturellement elle aurait donc tendance à se vider dans la PB Moteur. Quand le panneau solaire donne, il alimente l'AGM dont le voltage monte à ses bornes ce qui ferme le Cyrix. Ca veut dire qu'une partie du courant part dans la Batterie moteur ce qui peut ralentir le remplissage de la batterie de servitude.·le 10 jan. 09:30
fritz the cat:j'ai débranché le "cyrix"depuis deux ans ,et ça fonctionne très bien .·le 10 jan. 10:53
Elect:Ca fonctionnais probablement aussi bien avant, le fait d'intercaler un PCB complique et créer de le résistance (Connexions) néfaste qui risque d'augmenter avec le temps du à l'environnement, ensuite l'utilité, un cyrix qui se ferme créer automatiquement un transfert de charge d'une batterie à l'autre si le SOC des batteries est différent, ce qui résulte en une tension instantanée commune aux deux batteries, donc tension commune = plus de transfert. - Ensuite "Ca veut dire qu'une partie du courant part dans la Batterie moteur ce qui peut ralentir le remplissage de la batterie de servitude." Cette analyse est quelque peu faussée, si la batterie moteur est pleine lors de la connexion, il n'y aura un transfert de charge minime et si la batterie moteur accepte quelques mA c'est quelle n'était pas chargée à fond et que c'est tout bénef. - A contrario la charge des servitudes par l'alternateur sera moins bon, ceci quelque soit sa chute de tension dans le diode.- Amha pas mal d'effets secondaires pour un gain quelque peu marginal.·le 10 jan. 11:48
fxvt:J'ai effectivement pensé au même raisonnement en montant cette diode ne me disant "on verra bien". Les faits montrent que c'était bénéfique au moment où je l'ai fait il y a quelques mois.
Entre temps j'ai changé la batterie Moteur par précaution car elle commençait à avoir de l'age bien qu'elle ne donnait pas de signe de faiblesse.
Je n'ai pas passé assez de temps à bord ces derniers temps pour faire un bilan. Mais il se peut effectivement que le bénéfice de ce montage avec diode soit moindre avec cette nouvelle batterie.
Il se peut que l'ancienne batterie n'ait pas été en si bonne santé que ça et du coup, la couper de la batterie servitude ait eu un effet sensible.
Maintenant, avec la nouvelle batterie moteur, en ayant un voltage nominal plus élevé et une autodécharge moindre, il se peut que les bénéfices du montage avec diode soit moins flagrant. Pour ce qui est de l'hypothétique chute de tension engendrée par la diode, elle est nulle. ce n'est pas comme le comportement d'un classique répartiteur à diodes qui crée effectivement 0,7V de baisse de tension en général. Ce n'est pas la même mécanique. L'alternateur charge bien la batterie de servitude au travers de la diode sans chute de tension.
En résumé, pour l'instant tout va bien, le bilan est positif, on verra à l'usage. Par ailleurs j'ai commandé une batterie de servitude LiFePo4 ce qui risque encore de rebattre les cartes.·le 10 jan. 11:49
Elect:Même si un Mosfet (puisque c'est cela dont il s'agit) a une très petite chute de tension un Mosfet se conduisant plus comme une résistance quand il est en service, sans compter le reste du circuit, connexions etc.... ceci dans un milieux humide....à voir...·le 10 jan. 12:11
Cabo Finisterra Galicia

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2022