Changement du parc batteries servitude PbCa --> Lifepo4

Salut la compagnie !

Le sujet a été traité plusieurs fois, mais le temps a passé et la technologie a progressé, je reviens donc avec ce sujet.

Actuellement équipé de 5x110Ah Victron Gel (servitude) qui arrivent au bout + 60Ah PbCa (moteur), j'envisage de passer au lithium pour les servitudes. Mon voilier est en 12V, avec guindeau électrique et propulseur d'étrave, voiles (GV-Génois) sur enrouleurs électriques.

Je suis un peu perdu, d'une part je ne connais quasi rien à l'électricité, mais mon voilier est équipé de divers système de recharge distincts :

  • Alternateur moteur
  • Eolienne Silentwind 400+ avec MPPT dédié
  • 4x100W de panneaux solaires avec MPPT dédié
  • Alternateur d'arbre Il y a un Cyrix qui switche la charge (moteur/servitude) J'ai un chargeur principal de quai Victron (de mémoire 80A) et un chargeur de secours d'origine (25A) au cas où... Le tout monitoré par un Victron BMV-700 (pour les batteries de servitude)

Je vis à bord de mon canot entre mai et octobre avec qq sorties précoces ou tardives (printemps/automne), je fais pas mal de navigation nocturne et donc de grandes distances non-stop avec utilisation permanente de l'électronique de bord (GPS-AIS-pilote-tablette-smartphone,etc) et du frigo et du congélo. J'ai également un convertisseur 12V->220V de 2KW utilisé à de rares occasions pour la recharge de l'ordinateur ou qq appareils électroménagers.

J'ai donc plusieurs questions, dont certaines vous sembleront naïves ou stupides, mais bon...

  1. A combien d'Ah puis-je descendre pour compenser les 550Ah de mes batteries gel (je pensais à 300Ah en Lithium) ?
  2. Faut-il changer aussi le chargeur de quai, le Cyrix et les alternateurs moteur et arbre ?
  3. Vaut-il mieux installer plusieurs batteries de moindre puissance ou une seule grosse batterie ?
  4. Qu'en est-il des régulateurs solaires et éoliens ? Tjs nécessaires ? Indispensables ? Inutiles ?
  5. Que faut-il reconfigurer au niveau des protection en surcharge ou décharge, si je peux conserver l'ensemble de mon installation (chargeurs, MPPT, etc...)
  6. Je pense m'orienter vers des batteries OPTIMUM de Seatronic, un bon choix ?
  7. Faut-il changer le câblage (pontage des batteries, etc) ?

Je le redis, je n'y connais rien ou presque du jargon électrique...
Merci d'avance de vos lumières, conseils et bons plans.
Cordialement,
Olivier

L'équipage
06 avr. 2023
06 avr. 2023

que de questions
300AH en life équivalent à 600en pbca .
elles se rechargent beaucoup plus vite car la résistance interne est très faible ;donc il faut que l'alternateur puisse étaler .
un BMS est indispensable ,le regul des panneaux se débrouillera ,voir les chargeurs de quai si on peut adapter la tension pour les life .
le guindeau et le propulseurs doivent être alimentés par la batterie de démarrage .
autrement il n'y a rien à changer ,
c'est ce que j'ai fait il y a deux saisons et tout fonctionne bien
alain


fritz the cat:attention au cyrix ,s'il reste au travail la life peut se vider dans la pbca car les tensions de repos sont différentes 13.2 V pour l'une et 12.6 pour l'autre .·le 06 avr. 2023 11:44
Azymuthe:Merci de ces infos, belle journée !·le 06 avr. 2023 11:45
07 avr. 2023

Hello,
le plus propre :
faire deux circuits :

1) chargeur de quai (sans chgt de réglage) + batterie moteur / guindeau + alternateur (c'est le circuit de base existant).
2) MPPT + panneaux solaire + batterie serviture + eolienne. Nota il faut que les deux MPPT aient une fonction LIFEPO4 ou soient programmables.

Relier ces deux circuits par un chargeur DCDC batterie moteur vers batteries servitudes programmable pour LIFEPO4 (Victron en fait de très bien, comme tu as du Victron ailleurs)

Avec cette conf : aucun pb de chauffe alternateur (la batterie moteur est en tampon devant le DC DC), aucun pb de courbe de charge; c'est propre.
Seul défaut : pas de possibilité de coupler en // batterie moteur et batterie servitude si pb batterie moteur (prévoir cable batteries de voiture si on veut couvrir cette panne)

Ton cyrix n'est plus utilisable

prendre des batteries avec BMS intégré (bluetooth si on veut des infos en direct)
Xavier


duffy:alternateur d'arbre plutôt couplé à la batterie moteur, il chargera les batteries de servitude via le DC DC·le 07 avr. 2023 11:09
Azymuthe:Merci bcp de ces infos !·le 07 avr. 2023 22:57
fritz the cat:j'ai fait une liaison entre le pbca et la life avec une diode pilotée 50A et gardé le cyrix ,ce qui évite à la life de se vider dans la pbca ,pour l'instant ça fonctionne .·le 08 avr. 2023 09:06
08 avr. 2023

Bonjour,
La sécurité consiste à limiter la demande sur l’alternateur avec (par exemple) un « buckboost » de chez Victron, puisque tu as commencé avec cette marque. Avec ça tu limites la demande sur l’alternateur à 50 ou 80 ou 100A (au choix et selon les modèles) pour limiter les risques thermiques lors de la charge de tes batteries lithium. L’excès en sortie d’alternateur alimente le chargeur batterie moteur, etc. Le chargeur Multiplus de la même marque s’insert parfaitement au système, et il fait chargeur ET inverter. Ne pas mettre des batteries à gros ampérage, rester plutôt dans la gamme 100AH. Après tu ajoutes un système de monitoring qui te permet de suivre tout ça même y compris à distance (Victron Cerbo GX et écran associé) et le résultat est parfait.
Le seul problème de cette config, c’est son prix. J’en ai eu pour 12.000€ pose comprise (500 AH), car les assureurs ne veulent pas qu’on bidouille le lithium soi-même, et demandent. à ce que ce soit fait par un professionnel… L’autonomie a un prix…
Et vu ce que ça m’a coûté, ce n’est vraiment pas de la pub dissimulée pour Victron !!!
Bonnes nav !


duffy:Ouh que c'est cher !!je pense que l'on peut s'en tirer à moins de 4000h avec des batteries d'un total de 300 AH de bonne marque plus un seul nouvel equipement de chez Victron (si les MPPT sont compatibles ). Mon archi ne demandera jamais les valeurs citées à l'alternateur . Un boost d'alternateur même avec un limite sup fait croire à l'alternateur que la batterie en aval est vide (batterie moteur).Pourquoi changer le chargeur de quai ? même avec deux sorties il n'en existe pas sur le marché, capable sur une sortie de piloter une courbe de charge LIFEPO4 et sur l'autre une batterie classique. Le multiplus n'en est pas capable. Ou alors il faut aussi mettre du LIFEPO4 pour le moteur, peu d'intérêt à part le gain de poids.·le 08 avr. 2023 10:09
duffy:4000 €·le 08 avr. 2023 10:08
Azymuthe:Merci encore de cet avis, mais honnêtement, je ne vais pas mettre 12'000.-€ sur mon changement de parc batteries... Mon budget tourne autour de 4-5000.- € maximum ! J'ai un peu fouiné et 300Ah en LifePo4, c'est à peu près 3000.- €. Donc ça me laisse une petite marge si je dois changer l'une ou l'autre chose pour adapter le système au lithium. Mes MPPT solaires et éoliens sont en fait configurables pour le lithium, ils sont assez récents (2015 pour le solaire, 2017 pour l'éolien). C'est plus le souci d'interconnexion avec la batterie moteur (qui reste en PbCa) qui m'interroge. Actuellement, je peux switcher entre la batterie moteur et les servitudes si nécessaire pour démarrer le moteur. Mais la solution de Xavier qui consiste à renoncer au couplage et le remplacer par des câbles voiture me parait adéquate. J'ai un petit booster de démarrage voiture qui irait parfaitement comme secours pour le démarrage du moteur, si nécessaire. ·le 08 avr. 2023 10:51
10 avr. 2023

La solution totalement sécurisante est celle autorisée sur des véhicules automobiles, sans aucune modification du circuit électrique.

A ce jour, je ne connais que les WINSTON 12V LiFeYPO4 qui fonctionnent sans problème et sans BMS entre -45 et 85°C.
L'alternateur ne risque strictement rien avec ces batteries si on installe pas de BMS ni de relais car ce sont les brutales coupures de charge, comme celles que peut faire un BMS, qui sont à l'origine des surtensions qui peuvent mettre en court-circuit les diodes d'un alternateur et lui faire prendre feu.
Un répartiteur à faibles pertes type VICTRON Argofet permettra d'optimiser la charge et réduire les pertes en chaleur. Un CYRIX n'est pas du tout adapté à des batteries de plusieurs centaines d'Ah. Il crée d'importantes pertes de charge et fait vieillir inutilement la batterie moteur.

4 batteries WINSTON 12V LiFeYPO4 de 90 Ah en parallèle, soit 360 Ah coûtent 2150 € TTC. Contrairement à beaucoup d'autres batteries LFP, on est certain que leur capacité à 0°C est réellement de 360 Ah, ce qui fait qu'on dispose de bien plus à 20 ou 25°C, surtout sur un bateau où on consomme souvent moins de 0,2C.

Chaque batterie 90Ah pèse 15kg, est étanche à l'immersion et garantie UN38.3, c'est à dire ne pouvant pas prendre feu ou exploser en cas de percement de la batterie par une barre métallique, de court-circuit et de surcharge allant jusqu'à 40V. De plus, les WINSTON sont certifiées ne pas exploser si on les soumet au feu. Mais le nombre de cycles de charge/décharge est tellement plus important que les autres batteries qu'il n'y a pas vraiment de comparaison possible avec d'autres LFP. Des essais des WINSTON ont été réalisés avec plus de 13000 cycles de décharge de 10% à 1C avec une tensions de charge plutôt élevée. Ils n'ont pas mis en évidence de changement des caractéristiques après les 13000 cycles. Je ne connais pas d'autres batteries LFP avec un tel niveau de performance pour une utilisation sur un bateau.

Mes batteries 12V LiFeYPO4 sont sur le bateau depuis plus de 12 ans et elles sont comme neuves. J'avais fait le choix de ne pas avoir de batterie au plomb pour le moteur car ces Winston sont très robustes. Je ne l'ai pas regretté car cela optimise et simplifie le circuit électrique du bateau.


Cédric 1983:Un alternateur va en prendre plein le museau avec ce type de batterie… car quand c’est vide, vu la résistance interne de la bête, ça suce les ampères bien plus fort qu’une pbca…Sur un bateau qui venait de cramer 2 alternateurs en 6 mois et qui voulait zéro électronique j’ai résolu le problème en créant une chute de tension importante avec 10m de câble 25mm2: avec 1v de chute de tension, l’intensité absorbée baisse de moitié ! (Et l’alternateur ne chauffe plus autant)En fin de charge la tension monte au fur et à mesure que l’intensité baisse et ça va nickel. Le gars ne voulait aucune électronique et c’est le montage le plus propre pour freiner un alternateur : le câblage compense la trop faible résistance interne.·le 10 avr. 2023 11:22
10 avr. 2023

Un alternateur ne peut physiquement pas fournir plus que sa puissance nominale. De plus, une protection en température limite automatiquement sa protection car grâce à une thermistance dans le régulateur.

La faible résistance interne de certaines batteries LFP n'a donc aucun effet sur l'alternateur et ne présente pas de risque pour celui-ci.

Le gros problème des alternateurs est qu'il sont tous conçus pour ne jamais être déconnectés de la batterie ainsi que ne jamais connaître de coupure brutale de l'intensité de charge. Si on ouvre le coupe circuit à plein débit de charge, le champ magnétique est brutalement coupé dans le stator, ce qui induit une très forte variation du champ magnétique dans le stator ainsi qu'une surtension dans ses bobines, à l'identique d'une bobine d'allumage pour les bougies. Cela crée des claquages dans l'isolant du fil non dimensionné pour cette surtension. Mais ce sont surtout les diodes de redressement Les diodes des alternateurs qui ne supporter pas les surtensions et peuvent de mettre en court-circuit. Il y a ensuite risque de destruction du bobinage et même incendie. C'est donc le gradient de chute du courant qui ne doit jamais être très important.

Quand il y a destruction d'alternateur, il faut plutôt rechercher ce qui a pu brutalement couper l'intensité de charge comme un faux contact, une erreur de manipulation d'un coupe-circuit, l'ouverture intempestive d'un BMS ou d'un relais.


duffy:Faire jouer les protections de tout dispositif ce n'est pas terrible. Donc ne pas faire jouer cette thermistance. Ne pas faire jouer le BMS, je suis d'accord sur ce que tu dis. Par contre ne pas mettre de BMS ....... Beaucoup moins d'accord.Pour éviter ça , ne pas mettre de batterie LIFEPO4 pour le moteur mais une batterie classique (à moins que l'on cherche le moindre kg pour la course et qu'on n'a pas de limite de budget). Et bien sûr éviter les fausses manip avec les coupe circuit et les disjoncteurs / fusibles aux mauvais endroits·le 10 avr. 2023 16:53
J-Marc:Il n'y a aucune protection d'alternateur sollicitée avec les LFP comme avec les plombs car tous les alternateurs sont prévus pour pouvoir produire leur puissance nominale. Les lois de la physique ne leur permettent pas de produire plus même en réduisant la résistance interne des batteries comme quand on installe plusieurs batteries en parallèle. La protection thermique est plus destinée à prendre en compte la température ambiante qui peut parfois être très élevée dans certains véhicules à travers le monde.Les alternateurs qui brûlent le font systématiquement à cause d'un montage inadapté ou d'un faux contact. Mettre un ou deux dispositifs à microprocesseur susceptible de détruire l'alternateur en cas de bug ou perturbation électromagnétique avec choc électrique me paraît risqué sur un bateau où on a absolument besoin d'électricité dans certaines conditions de navigation. ·le 10 avr. 2023 23:04
10 avr. 2023

Salut,
Vu tes moyens de charge autonome à mon avis il est inutile de te faire ch.er à prévoir le chargement des batteries service par les alternateurs du moteur thermique, tu fais deux circuits séparés avec chacun son chargeur de quai si tu veux ceinture et bretelles (ou si tu vas beaucoup dans des ports ou il n'y a ni soleil ni vent - quelle misère !!) . Il faut garder la possibilité de démarrer le moteur sur les batteries de service pour raison de sécurité, ce qui peut être fait via des cables+pinces ou un commutateur adhoc, dès que le moteur a démarré tu repasses en config séparée et banzaï.


Azymuthe:Salut et merci de cet avis qui m'est venu à l'esprit aussi, vu la rapidité de charge des batteries lithium. ·le 11 avr. 2023 10:39
jerome1966:c'est pas du tout idiot se que tu dit.Pour ma part j ais opter pour un gros chargeur de Batterie VICTRON a une seul sortie.Mais avec la possibilité de charger l'un ou l'autre parcL'intérêt du gros chargeur c'est qu'il peut servir de bousteur a quai...·le 11 avr. 2023 11:28
2013-05-31 - Phare près de Stokksund (Norvège)

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