Assemblage cellule brute Lifepo4 pour former une batterie

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doobdo
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Assemblage cellule brute Lifepo4 pour former une batterie

Message par doobdo »

Bonjour à tous, suite à quelques demandes je fais un post pour synthétiser tout la démarche pour réaliser soit même une batterie Lifepo4 à partir de cellule 3.2V.

Avertissement : la réalisation de la batterie n’engage que vous. Des règles de sécurité sont à respecter autant pour votre sécurité lors de la fabrication que sur la qualité de la réalisation pour votre sécurité une fois la batterie finis. Ce que je présente n’est pas forcément finis, des améliorations sont surement à apporter pour que tout soit encore plus sûr.

Maintenant que ce petit paragraphe sécurité est écrit, venons au but du sujet. Lors du dimensionnement de mon installation, je voulais absolument partir sur une batterie Lifepo4, notamment pour une histoire de poids. Pour résumé, j’ai réussi à trouver des batteries « commercial » 100ah pour 700€ et du 200ah pour aux alentours de 1300€.
100ah c'est bien, mais 200ah c’est mieux. En creusant un peu internet, je suis tombé sur une chaine youtube d’un gars fan de DIY et de panneau solaire, c’est ce qui m’a donnée le déclic :

DIYSolarPowerwithWillProwse

Pour environ 800€, en me débrouillant moi-même je pouvais passer de 100ah à 200ah. Beaucoup de composant sont sourcés sur aliexpress. Quand je ne trouve pas d'équivalent je passe par ce site. Le but est de ne pas tombé sur des vendeurs bidons et des trucs moyennement passable.
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Voici le résumé de mes pensées, pour construire sa batterie, il faudra :
-Choisir ca cellule (capacité, marque connu)
-Protéger électriquement ces cellules, utilisation d’un BMS
-Protéger mécaniquement ces cellules : trouver une boite casing / acceptable
-Brancher : relier les cellules entre elle, relier le pack de cellule au bornier extérieur.



Cellule : Des cellules « raw » brut ou des batteries déjà tout prete, il y en a plein aliexpress. J’ai décidé de laisser tomber les batteries tout prêtes car l’écart de prix n’était pas assez important avec des batteries France et surtout, pas mal de ces batteries utilisent un bms pas top..
Deux marques de cellules sont réputés : Lishen et CALB. J’ai choisi de partir avec une batterie LISHEN vendu rebadgé par la marque BLS avec un stock EUROPE. Les batteries sont considéré comme TMD transport de matière dangereuse. Si pas de stock Europe, pas d’envoi par avion pour ce type de produit, on est parti pour 3 mois de bateau.

BMS : mon choix c’est porté sur un BMS, pouvant avoir une sortie Bluetooth, avec une protection température haute ET basse (souvent on a que le haut), sans ventilateur pour le refroidir (vive le refroidissement passif) et d’une marque connue. Avec tous ces critères, il ne reste pas grand-chose. Daly BMS propose une grande variété de bms (un peu trop grande d’ailleurs).

Protection mécanique : on arrive à la partie où j’ai le plus sué. Etant partie sur une batterie 200ah. Les dimensions sont un peu …nul. La plupart des boites que j’ai trouvé pas trop chère (inf50€) sont pour du moins de 100ah. Je suis partie sur une boite pour des cellules entre 100 et plus de 200ah, la boite est donc plus chère et légèrement trop grande. Pas réussi de trouver des infos sur la tenue au feu des plastiques mais vu l’odeur à la réception de la batterie il se pourrait que le plastique contienne du retardant de flamme (pour info tous vos équipements électrodomestiques ou passent plus de 0.3A en 220v contiennent des retardant de flamme).
Brancher les cellules au boiter : les boitiers sont souvent livrés sans boitier interne.
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Voici la BOM de ce que j’ai utilisé : et les alternatives trouvées :

Batterie :
cellules de 200Ah BLS store( cellule Lishen) Dimension pour une cellule:(L * L * H):174*54*207mm poid: 4kg
J'ai hésité au début à partir sur des Ah plus faible pour avoir une boite plus facile à trouver: Cellule inférieur à 200Ah
Il est important que lorsque vous achetez ces cellules, elles arrivent avec les boulons ou vis à brancher au dessus des celulles ainsi que les barres cuivre qui permettront de mettre vos 4 cellules 3.2v en série pour faire une batterie 12 v

BMS :
Daly Smart BMS 100Ah
Je compte bridé le BMS a 50A de décharge et 50 Ampère en charge.
Un autre lien plus synthétique: Lien

Boite :
Turmera boitier grande capacité Dim interne: Long: 471mm Large:221mm Haut:185mm
Boitier capacité inférieur

Bornier :
Borne molleté

A changer pour ça en intérieur :
Ecrou laiton
Et ca à l’extérieur :
Borne classique
Vis papillon pour cable

Divers :
Un peu de Kapton, scotch isolant.
Pince sertissage multi empreinte
Pince sertissage hexagonal (6mm2 à 50mm2)
De la cosse a oeil
Ce site est top top top pour le câble, ils sont à près de lyon, la livraison est ultra rapide


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Reception des batteries:
Emballage plutôt soigné. Par contre gros gros moins contre la poste et DHL. L'étiquette "transport de batterie" était arraché sur le colis et je n'ai eu aucun avis de passage. En allant vérifier sur internet, mon coli attendait au vival depuis 3 jours...
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A reception de vos cellules, testez les au multimètre pour savoir à combient de volt sont chargés vos cellules. Si votre vendeur est bon, vous ne de devriez pas avoir de différence entre vos cellules.

Réception BMS: désolé pas de photo... j'étais trop excité en le recevant. Il faut juste savoir que le BMS est composé de 2 gros câbles ou transite le courant de charge et décharge et de 5 petites câbles ou passe le courant d'équilibrage. Les 5 petites cables sont livrés nu pour laisser le choix au client final de monter des cosses ou de souder directement sur la cellule. Je n'ai pas de photo de cette partie mais il vous faut juste trouver des cosses avec œillet M4 pour un fil 1mm2.

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Assemblage:
Grand conseil, le seul accessoire à utiliser pour le montage est une clef plate pour écrou M4. Je vous conseil fortement de scotcher l'ensemble de votre clef sur tout la longueur pour éviter de faire un court-circuit entre deux bornes...J'ai aussi pris la liberté de mettre du Kapton sur les surfaces inutile conductrice des cellules par sécurité.
Le but est de réaliser ce montage la:
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Si vous regardez la vidéos, c'est assez simple. Il faut présenter les cellules pour pouvoir les mettre en série. C'est a dire partir d'un 1er- Cellule, on va au + de cette même cellule, ensuite on utilise une barre en cuivre pour passer du +1er cellule vers le + 2ème cellule et on continue.Le but est de positionner ces cellules, les maintenir par un système de son choix, et ensuite positionner les barres cuivres.

Présentation:
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Tentative de maintient avec cerclage acier: Résultat nul, le colliers force sur la batterie
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Tentative au bon vieux ductape (coucou ouha 8-) )
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Angle renforcé à l'armaflex 2mm. Le scotch est tendu de chez tendu. On était deux, 1 pour maintenir la batterie, l'autre pour surtendre le scotch.

Maintenant que les cellules sont maintenu entre elle, il manquerait maintenant une photo, c'est la mise en place des barres cuivres sans les câbles. Il vous faut mettre 3 "busbar" cuivre
1 entre le pole Cellule1+ et le pole Cellule 2-
1 entre le pole Cellule2+ et entre le pole Cellule 3-
1 entre le pole Cellule3+ et le pole Cellule 4-
Positionez les busbarres, utilisez les écrous ou boulons fournis et serré modérément ( on va les défaires un a un par la suite).
Nous avons donc un Batterie- B- principale sur la borne de la cellule 1- et un un Batterie+ B+ principale sur la borne de la cellule 4+. Vous passez de 4 cellules 3.2V individuel a une batterie 12V.
Dans l'enthousiasme je n'ai pas pris de photo. Il faut imaginer cette photo sans les cables. Si vous le souhaiteriez, vous pourriez très bien utiliser cette batterie sans BMS en l'état (et donc sans protection…si vous voulez déporter votre BMS).
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Maintenez, vous devez avoir vos 4 cellules maintenus par le moyen de votre choix avec sur le dessus les 3 busbarres. Nous allons mettre en place les cables d'équilibrage (balance wire) + relié le cable bleu B- de votre BMS à la borne B- de votre batterie. Les cables d'équilbrages, ce sont les 4 fils rouge + 1 noir relié a un connecteur Molex.

Pour la suite, deux consignes importantes:
- Mettez du scotch sur la borne P- de votre BMS pour éviter un court-circuit avec une borne des cellules:
-le connecteur molex de vos cable d'équilbrage ne doit pas encore être branché au BMS!

Il vous faut mettre maintenant:
-Le câble noir sur le B- principal de votre batterie (Cellule1 -) et ajouter aussi le cable bleu B- de votre BMS. Dévisser l'écrou , mettez les deux cosses et on serre. C'est le serrage définitif, il faut bien serré mais pas trop pour ne pas arraché le goujon ( désolé pas de valeurs de couple..).
- Ensuite on branche le cable rouge 1 (on part du connecteur molex, a coté du cable noir et on remonte jusqu'à la cosse) sur la cellule1 +
- Ensuite on branche le cable rouge 2 (on part du connecteur molex, a coté du cable noir et on remonte jusqu'à la cosse) sur la cellule2 +
- Ensuite on branche le cable rouge 3 (on part du connecteur molex, a coté du cable noir et on remonte jusqu'à la cosse) sur la cellule3 +
- Ensuite on branche le cable rouge 3 (on part du connecteur molex, a coté du cable noir et on remonte jusqu'à la cosse) sur la cellule4+
En plus de ce cable rouge4, il vous faudrat brancher un cable grosse section que vous allé reliez plus tard au pole + de votre batterie. Meme conseil que plus haut, prenez un cable avec une cosse à oeillet de chaque coté (je suis partie sur un cable 10mm2, avec une cosse M4 d'un coté et une cosse M8 de l'autre pour aller sur le bornier batterie), scotché la cosse M8 pour éviter un court-circuit.
Image
Vous devez en être là normalement.

Test avant branchement final:
Prenez un multimètre en voltmètre. Nous allons testez chaque cellule à travers le a prise molex.Il faut des pointes assez fini sur vos sondes. Vous devez testez entre:
-Molex fil noir et Molex fil rouge 1 -----> Au alentour de 3~3.2v
-Molex fil rouge1 et molex fil rouge 2 --> Au alentour de 3~3.2v
-Molex fil rouge2 et molex fil rouge 3--> Au alentour de 3~3.2v
-Molex fil rouge3 et molex fil rouge 4--> Au alentour de 3~3.2v
-Molex fil noir et mole fil rouge4--------> Au alentour de 12 à 14 V

Si tout est ok sur ces test, vous pouvez:
brancher la sonde de température,
-votre adaptateur BL si vous en avez
-brancher le connecteur molex au BMS.

Un dernière test est de mettre votre multimetre en continuité ohmique ( quand l'appareil fait bip bip lorsqu'il y a une continuité) et de tester la continuité au borne de votre BMS. Le BMS doit être passant
Image


Retour d'expérience: Ici il m'est arrivé un truc de très étrange à cette étape. Je n'avais pas de continué lors du dernier test. et en testant le voltage entre P- et P+, j'avais un truc totalement random de 9V. Après avoir perdu une soirée (+ une nuit en me demandant si je n'avais pas jeter de l'argent par les fenetres), j'ai pu lire sur plusieursforum anglais que mon BMS était "endormi". Plusieurs moyen de le reveiller:
-Brancher une charge et court circuité P- sur B-
-Brancher le BMS a un pc depuis la prise UART et lancer l'application smart BMS de Daly.

Je suis parti pour la 3ème option. Le simple fait de brancher le cable USB au PC a réveiller le BMS! OUF!! La batterie est accessible par BT.


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Je laisse le poste en l'état, je finis demain avec des captures d'écran de l'appli, le packaging final de la batterie.
Modifié en dernier par doobdo le sam. 22 mai 21 22:07, modifié 7 fois.
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Romarin 06
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Message par Romarin 06 »

Bonjour,

Merci pour cette intéressante première partie.

Pour être sûr que n'oublies pas :mrgreen:, peux-tu nous donner le poids, le volume ?

Plutôt qu'un boitier trop grand, n'y aurait-il pas moyen de se faire son propre boitier ?
"Le mieux est l'ennemi du bien"... Mais c'est bien d'essayer de faire mieux !
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ouha

Message par ouha »

Super , merci pour l'ouverture de ce sujet :yes:

Il coute super cher ce boitier :shock: Je ne vois pas trop comment fonctionne le systeme de fermeture de ce dernier , c'est vissé ?
jbonlinea
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Message par jbonlinea »

Salut

Merci pour ce post, il confirme ce qu j'ai en tête.

Si je peux me permettre d'ajouter 2-3 choses

La chauffe est l'ennemie N°1 de tout circuit électrique et j'ai cru comprendre que les cellules LiFePo y sont particulièrement sensibles. Pour la contenir, ça peut être pas mal de glisser un bout de carton entre chaque cellule, ou de coller quelques bandes de 1mm ou 2mm d'armaflex, ça permet de faire circuler un peu l'air, je ne sais pas si c'est d'une efficacité redoutable, mais ça ne peut pas être perdant, si on n'est pas à quelques millimètres près pour son installation

L'assemblage
On trouve aussi du film thermo-retractable, utilisé pour les batteries toutes faires à base de 18650, ça peut être pas mal aussi

Le BMS, j'ai découvert cette marque sur l'autre fil au sujet des batteries LiFePo, leur gamme est effectivement un peu trop foisonnante, mais surtout leur catalogue est hyper bordélique.
Pour ceux qui veulent la même chose, mais cherchent des capacités différentes, il y a ce lien et ce lien; on retombe sur les mêmes produits, au même prix, mais avec plus de choix de capacité


Pour les cellules, il me semble que Litokala fait du matos de qualité également, peut-être pas au niveau des marques que tu as citées, je ne sais pas, mais en tout ça m'étonnerais que ce soit de la camelote, le volume de vente et les commentaires sont plutôt rassurants, et pour avoir fait des montages pour VTTAE, c'était plutôt bon. J'en parle, car le tarif est largement inférieur, 350€ vs 550€ pour BLS, par contre en effet il faut attendre 2 mois pour recevoir son jouet :)

Voilà, merci pour l'initiative :)
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michel.geo
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Message par michel.geo »

@ doobdo Très intéressant, on le mets en post-it pense a le compléter :yes:
Mon aménagement 2. viewtopic.php?t=22563
Mon ancien aménagement: viewtopic.php?t=10649&highlight=transit
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doobdo
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Message par doobdo »

Romarin 06 a écrit :Bonjour,

Plutôt qu'un boitier trop grand, n'y aurait-il pas moyen de se faire son propre boitier ?
J'ai rajouter les dimension du boitier et des cellules. Sinon on peut retrouver les infos sur les pages des composants en question.

Jbonlinea, je ne suis pas sur que tu puisse inséré quelque chose entre les cellules. Les busbar cuivre risque de ne plus passer. De base, ces cellules sont fait pour être assemblé "serré"mais effectivement l'idée est à tester!
Je rajoute ton lien pour les bms qui semble être plus 'synthétique'.
Concernant, Liitokala, je suis allé voir sur un forum anglais liée au DIY solaire, il y a quelques retour sur ces cellules.

ouha, le boitier est effectivemet chère. Pour la fermeture, c'est une rainure femelle et une rainure male tout le pourtour du boitier. Pour le fermer définitivement, il faut je pense sikaflexer/ coller le couvercle sur le bas. Un collègues a acheté une batterie deja tout faite sur alie, le mode de fermeture était le meme. L'aspect du boitier est assez qualitatif, plastique bien fini, borne laiton bien usiné et noyé dans un espèce d'epoxy au niveau du boitier.

Michel.geo, oula pression que le sujet soit passé en post-it... je vais essayé de le finir bien alors :)
jbonlinea
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Message par jbonlinea »

doobdo a écrit : Jbonlinea, je ne suis pas sur que tu puisse inséré quelque chose entre les cellules. Les busbar cuivre risque de ne plus passer. De base, ces cellules sont fait pour être assemblé "serré"mais effectivement l'idée est à tester!
A oui, j'avais pas pensé à ces busbar, je n'ai fait que des montages avec des 18650 qui sont rondes... et j'ai récemment vu ce "truc" de l'aisser un peu d'espace entre les cellules sur le générateur solaire nitecore NPS200 qui est une marque de confiance.

Je me pose cette question, car dans une cale de bateau, les batteries sont toujours plus-ou moins au frais, quoique, mais dans une voiture en plein soleil si on charge ou décharge un peu fort, la chauffe doit vite être une réelle problématique ?!


doobdo a écrit :
Je rajoute ton lien pour les bms qui semble être plus 'synthétique'.
Concernant, Liitokala, je suis allé voir sur un forum anglais liée au DIY solaire, il y a quelques retour sur ces cellules.
cool

doobdo a écrit : Michel.geo, oula pression que le sujet soit passé en post-it... je vais essayer de le finir bien alors :)
C'est du bonheur ces posts, indispensable pour éviter les doublons incomplets sur un forum :)
ouha

Message par ouha »

Du coup ces boitiers n'ont pas de systeme de fermeture , pas de vis , juste un couvercle qui vient s'emboiter sur le boitier ?

Bof , pour le prix en plus je ne trouve vraiment pas ca genial . Dommage parce que j'aime bien leur look batterie . Je prefere aux "valisettes "

Perso ca serai pour utiliser en bateau avec moteur elec . Hors de question d"avoir un boitier qui ne soit pas prevu pour etre bien fermé et bien etanche
doobdo
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Message par doobdo »

Voici l'exemple d'une batterie commercial chinoise ouvert par un ami. Cellules, au dessus plaque antifeu (type pcb?), Bms posé dessus et le tout est warp (pas sur que ca dissip bien..) le tout fermé dans un boitier avec 12 points de colle.

Quelqu'un est chaud pour ouvrir ca batterie d'une marque réputé type Victron? :)

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Romarin 06
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Message par Romarin 06 »

Bonjour,

Pour être sûr de tout comprendre...
Nous avons donc un Batterie- B- principale sur la borne de la cellule 1- et un un Batterie+ B+ principale sur la borne de la cellule 4+.
Là, on est sur la "batterire",
en testant le voltage entre P- et P+
et là c'est sur le BMS ?
Les deux mesures doivent être identiques :bof: ?

Est-ce que les fils rouges du connecteur molex ont une position spécifique sur les bornes, ou c'est sans importance ?
votre adaptateur BL
C'est quoi l'adaptateur BL ?

J'aurais sûrement d'autres questions plus tard...
"Le mieux est l'ennemi du bien"... Mais c'est bien d'essayer de faire mieux !
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Message par doobdo »

P-P+ tu es normalement batterie+BMS et B- B+ juste la batterie. Les deux doivent être égaux (pour rappel le schéma du branchement)

Pour le connecteur molex, je pense qu'il faut bien respecter l'ordre en partant de la prise, comme indiqué. Je ne sais pas ce que ca fait plus haut. Pour BL je voulais dire BT (bluetooth)

J'ai testé ajd de faire une épissure entre un cable 10 mm2 h07v-k et le cable du BMS, je pense pas que ca soit une bonne idée. LE cable BMS est très souple, composé de plein de petit fil et surtout y a vraiment pas de longueur en sortie de BMS. J'ai fais tout ce que j'ai pu mais je regrette mon assemblage double cosse oeillet + boulon,écrou contre écrou. A voir si ca tient bien le long terme.
ouha

Message par ouha »

doobdo a écrit :Voici l'exemple d'une batterie commercial chinoise ouvert par un ami. Cellules, au dessus plaque antifeu (type pcb?), Bms posé dessus et le tout est warp (pas sur que ca dissip bien..) le tout fermé dans un boitier avec 12 points de colle.

Quelqu'un est chaud pour ouvrir ca batterie d'une marque réputé type Victron? :)

Justement , c'est plutot l'exemple de ce qu'il faut pas faire ....

Maintenant c'est fort possible qu'il puisse aussi y avoir des montages a la one again chez des marques réputé

Il y avait en France un revendeur lithium assez specialisé dans les batterie marine pour les bateaux .... Ben plusieurs bateaux ont cramé ...
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mfp66
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Message par mfp66 »

Merci pour ce post,

J'ai un ami qui a fait la meme chose que toi en commandant sur Aliexpress.
A part le délai de livraison vraiment long (2.5mois)
Il est super content de sa batterie Lifepo4

Il a fait une batterie de 4 Cellules de 176Ah au total + BMS Bluetooth, ce lui est revenu à 500€.
supermanu21
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Message par supermanu21 »

Tou d'abord merci beaucoup pour ce post et tous les détails qui vont avec. c'est au top ! J'attends avec impatience les photos avec le montage dans la boite.

Pour info le lien de la plus petite des boites ne semble ne pas fonctionner.

Je me demandais également avec quel chargeur charger cette batterie à partir d'une source 220V ?

Pour le BMS vous confirmer qu'il contient bien un capteur de temperature pour déconnecter la charge en cas de température trop basse ?
kuk
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Message par kuk »

Bonjour tout le monde !

Très intéressant ce post !

Effectivement qd on voit le prix des vic... et autres..

J'ai une question concernant le choix de la batterie sur ali : il y a le choix entre 4 pieces 230 Ah 4 pieces 200 Ah : je crois comprendre que ce sont les 4 modules ensembles qui font 200 Ah ? lesquelles as-tu pris ?

Et pour le BMS si j'ai bien compris tu as pris le LiFePo4 4S12VBT S en 100 A

Merci d'avance pour tes réponses et merci pour le tuto !
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