Victron energy Lithium iron phosphate (LiFePO4) battery Smart Le manuel du propriétaire

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1 Règles et mesures

de sécurité

1.1 Règles générales

Veuillez respecter ces instructions

et rangez-les à proximité de la

batterie au lithium-ion afin de

pouvoir les consulter ultérieurement.

Seul du personnel qualifié doit

travailler sur des batteries au

lithium-ion.

Lorsque vous travaillez sur une

batterie au lithium-ion, vous devez

porter des vêtements et des

lunettes de protection.

Tout élément de la batterie – tel que

l'électrolyte ou la poudre – entrant

en contact avec la peau ou les yeux

doit être immédiatement rincé

abondamment à l'eau. Ensuite,

appelez un médecin. Tout élément

renversé sur les vêtements doit être

rincé avec de l'eau.

Risque d'explosion et d'incendie.

Les bornes de la batterie au lithium-

ion sont toujours sous tension, vous

ne devez donc jamais mettre de

pièces ou d'outils dessus. Évitez les

courts-circuits, les décharges trop

profondes et les courants de charge

trop élevés. Utilisez des outils

isolés. Enlevez tous les objets

métalliques tels des montres, des

bracelets, etc. En cas d'incendie,

vous devez utiliser un extincteur à

dioxyde de carbone ou à poudre, de

type D.

Ne jamais essayer d'ouvrir ou de

démonter la batterie au lithium-ion.

L'électrolyte est un élément

extrêmement corrosif. Dans des

conditions normales de travail, le

risque de contact avec l'électrolyte

est impossible. Si le boitier de la

batterie est endommagé, ne

touchez pas l'électrolyte ou la

poudre qui se dégage car il s'agit

d'éléments extrêmement corrosifs.

Des décharges trop profondes

peuvent endommager sérieusement

la batterie au lithium-ion et elles

peuvent même être dangereuses.

C'est pourquoi, l'utilisation d'un relai

de sécurité externe est obligatoire.

Les batteries au lithium-ion sont

lourdes. Si elles sont impliquées

dans un accident, elles peuvent se

transformer en projectiles ! Assurez-

vous que le montage soit adéquat

et sûr, et utilisez toujours un

équipement de manipulation adapté

pour le transport.

Manipulez les batteries au lithium-

ion avec précaution car elles sont

sensibles aux chocs mécaniques.

Si une batterie au lithium-ion est

chargée, après avoir été déchargée

en dessous de sa tension de

coupure, ou si elle a été

endommagée ou surchargée, il est

possible qu'elle dégage un mélange

dangereux de gaz tels que le

phosphate.

Le non respect des instructions

de fonctionnement, les

réparations effectuées avec des

pièces autres que celles

d'origine, ou les réparations

effectuées sans autorisation

annuleront la garantie.

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1.2 Avertissements

quant au transport

La batterie au lithium-ion doit être

transportée dans son emballage

d'origine ou équivalent, et en

position verticale.

Si la batterie se trouve dans son

emballage, utilisez des sangles

rembourrées pour éviter de

l'endommager.

Ne pas rester sous une batterie

au lithium-ion lorsqu'elle est

hissée. Ne jamais soulever les

batteries par leurs bornes. Les

batteries doivent être soulevées

par leurs poignées.

Les batteries sont testées

conformément au Manuel

d'épreuves et de critères des

Nations Unies, partie III, sous-

section 38.3

(ST/SG/AC.10/11/Rév.5).

En ce qui concerne le transport,

les batteries appartiennent à la

catégorie UN3480, Classe 9,

Groupe d'emballage II et elles

doivent être transportées

conformément à cette

réglementation. Cela signifie que

pour le transport terrestre et

maritime (ADR, RID et IMDG),

elles doivent être transportées

conformément aux instructions

d'emballage P903, et pour le

transport aérien (IATA)

conformément aux instructions

d'emballage P965. L'emballage

d'origine est conforme à ces

instructions.

1.3 Mise au rebut des

batteries au lithium-ion

Les batteries présentant le

symbole de recyclage doivent

être gérées par un centre de

traitement spécialisé. Par

convention, elles peuvent être

renvoyées au fabricant. Les

batteries ne doivent pas être

mélangées avec les ordures

ménagères ou les déchets

industriels.

Étanche

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2 Information générale concernant les batteries

au phosphate de lithium de fer

Les batteries au phosphate de lithium de fer (LiFePO4 ou LFP) sont les plus

sûres parmi les batteries au lithium-ion traditionnelles. La tension nominale

d'une cellule LFP est de 3,2 V (au plomb : 2 V / cellule). Une batterie LFP de

12,8 V est composée de 4 cellules connectées en série, et une batterie de

25,6 V est composée de 8 cellules connectées en série.

2.1 Robuste

Une batterie au plomb tombera en panne prématurément à cause de la

sulfatation :

• Si elle fonctionne en mode déficitaire pendant de longues périodes

(c'est à dire que la batterie est rarement ou jamais entièrement

chargée).

• Si elle est laissée partiellement chargée, ou pire, entièrement

déchargée.

Il n'est pas nécessaire de charger complètement une batterie LFP. Cela

représente un avantage majeur de la batterie LFP par rapport à la batterie au

plomb.

Ces batteries présentent d'autres avantages tels qu'une large plage de

température d'exploitation, une performance excellente d'accomplissement de

cycle, une résistance interne faible et une efficacité élevée (voir ci-dessous).

Une batterie LFP est donc la chimie de premier choix pour des applications

très exigeantes.

2.2 Efficiente

Dans le cas de nombreuses applications (en particulier les applications

autonomes solaires et/ou éoliennes), l'efficience énergétique peut être d'une

importance cruciale.

L'efficacité énergétique aller-retour – décharge de 100 % à 0 % et retour à

100 % chargée – d'une batterie au plomb moyenne est de 80 %

L'efficacité énergétique aller-retour d'une batterie LFP est de 92 %.

Le processus de charge des batteries au plomb devient particulièrement

inefficace quand l'état de charge a atteint 80 %, donnant des efficacités de

50 % ou même moins dans le cas des systèmes solaires quand plusieurs

jours d'énergie de réserve est nécessaire (batterie fonctionnant avec un état

de charge de 70 % à 100 %).

En revanche, une batterie LFP atteindra 90 % d'efficacité dans des conditions

de décharge légère.

2.3 Taille et poids

70 % de gain de place.

70 % de gain de poids.

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2.4 Souplesse infinie

Les batteries LFP sont plus faciles à charger que celles au plomb. La tension

de charge peut varier de 14 V à 15 V et de 28 à 30 V respectivement (tant

qu'aucune cellule n'est soumise à plus de 4,2 V). Elles n'ont pas besoin d'être

chargée entièrement. Par conséquent, plusieurs batteries peuvent être

raccordées en parallèle, et si certaines batteries sont moins chargées que

d'autres, cela ne provoquera aucun dommage.

2.5 Pourquoi un système de gestion de batterie est-il

essentiel ?

Important :

1. Une cellule LFP sera défaillante si la tension sur les cellules chute en

dessous de 2,5 V (remarque : la récupération est parfois possible en

chargeant avec un courant faible, inférieur à 0,1 C).

2. Une cellule LFP sera défaillante si la tension sur la cellule dépasse

4,2 V.

3. Les cellules d'une batterie LFP ne s'équilibrent pas automatiquement à

la fin du cycle de charge.

Les cellules dans une batterie ne sont pas 100 % identiques. C'est pourquoi,

après un cycle, certaines cellules seront entièrement chargées ou déchargées

avant d'autres. Les différences augmenteront si les cellules ne sont pas

équilibrées/égalisées de temps en temps.

Pour une batterie au plomb, un léger courant continuera de circuler même

après la charge complète d'une ou plusieurs cellules (l'effet principal de ce

courant est la décomposition de l'eau en hydrogène et oxygène). Ce courant

aide à charger entièrement d'autres cellules qui sont déphasées dans leur

chargement, et par conséquent il égalisera l'état de charge de toutes les

cellules.

Cependant, le courant à travers une cellule LFP, lorsqu'elle est complètement

chargée, est près de 0, donc les cellules déphasées ne seront pas chargées

entièrement. À long terme, ces différences entre les cellules peuvent parfois

devenir si importantes — même si la tension générale de la batterie se trouve

dans ses limites — que certaines cellules deviendront défaillantes suite à une

surtension ou sous-tension.

Toutes nos batteries LFP disposent d’équilibrage de cellule actif.

Les fonctions supplémentaires d’un BMS sont :

- Empêcher la sous-tension de la cellule en déconnectant la charge

juste à temps.

- Empêcher la surtension de la cellule en réduisant le courant de

charge ou en arrêtant le processus de charge.

- Arrêter le système en cas de surchauffe.

- Arrêter de charger la batterie en cas de température insuffisante.

Un BMS est donc indispensable pour éviter d'endommager des batteries au

lithium-ion.

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Avertissement important

Les batteries au lithium-ion sont chères et elles peuvent être endommagées

par une décharge ou charge excessive.

Les dommages dus à un excès de décharge peuvent se produire si de petites

charges (telles que : des systèmes d'alarme, des relais, un courant de veille

de certaines charges, un courant de rappel absorbé des chargeurs de batterie

ou régulateurs de charge) déchargent lentement la batterie quand le système

n'est pas utilisé.

En cas de doute quant à un risque d'appel de courant résiduel, isolez la

batterie en ouvrant l'interrupteur de batterie, en tirant le(s) fusible(s) de la

batterie ou en déconnectant le pôle positif de la batterie si le système n'est

pas utilisé.

Un courant de décharge résiduel est particulièrement dangereux si le système

a été entièrement déchargé et qu'un arrêt a eu lieu en raison d'une tension

faible sur une cellule. Après un arrêt dû à une tension de cellule trop faible,

une réserve de puissance d'environ 1 Ah par batterie de 100 Ah est laissée

dans la batterie. La batterie sera endommagée si la réserve de puissance

restante est extraite de la batterie. Par exemple, un courant résiduel de 10 mA

peut endommager une batterie de 200 Ah si le système est laissé déchargé

pendant plus de 8 jours.

3 Installation

Remarque : les batteries doivent toujours être installées en position verticale.

Moment de force maximal

Batterie LiFePO4 de 12,8 V/60 Ah Smart : 10 Nm (M6)

Batterie LiFePO4 de 12,8 V/90 Ah Smart : 14 Nm (M8)

Batterie LiFePO4 de 12,8 V/100 Ah Smart : 10 Nm (M8)

Batterie LiFePO4 de 12,8 V/150 Ah Smart : 10 Nm (M6)

Batterie LiFePO4 de 12,8 V/1650 Ah Smart : 14 Nm (M8)

Batterie LiFePO4 de 12,8 V/200 Ah Smart : 40 Nm (M12)

Batterie LiFePO4 de 12,8 V/300 Ah Smart : 20 Nm (M10)

Batterie LiFePO4 de 25,6 V/200 Ah Smart : 14 Nm (M8)

3.1 Protection contre les courts-circuits

Installation d'une seule batterie

La batterie doit être protégée par un fusible.

La batterie doit être connectée à un BMS.

Raccordement en série

Jusqu'à quatre batteries de 12,8 V ou deux de 25,6 V peuvent être raccordées

en série.

Les batteries doivent être connectées à un BMS.

La file de batterie doit être protégée par un fusible.

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Raccordement en parallèle, ou en parallèle-série

Jusqu'à cinq batteries ou files de batteries peuvent être raccordées en

parallèle.

Les batteries doivent être connectées à un BMS.

Chaque batterie ou file de batteries doit être protégée par un fusible. Voir

figure 1.

Ne pas raccorder la batterie intermédiaire aux connexions de batterie de

deux files de batteries ou plus.

3.2 Charger les batteries avant leur utilisation

Les batteries sont chargées à près de 50 % lorsqu'elles sont expédiées.

Lorsque des batteries connectées en série sont chargées, la tension des

batteries ou des cellules présentant l'état de charge initial le plus élevé

augmentera lorsqu'elle atteindra l'état de charge complet, tandis que d'autres

batteries ou cellules peuvent restées à la traîne. Cela peut entrainer une

surtension des batteries ou des cellules avec l'état de charge initial le plus

élevé, et le processus de charge sera interrompu par le BMS.

C’est pourquoi les nouvelles batteries doivent être entièrement chargées

avant de les utiliser dans une configuration en parallèle-série ou série.

Cela peut être fait individuellement en chargeant les batteries à un taux faible

(C/20 ou moins) avec un chargeur ou une alimentation fixée à 14,2 V ou

28,4 V respectivement. Une période d'absorption de plusieurs heures à 14,2 V

ou 28,4 V respectivement est recommandée pour équilibrer entièrement les

cellules.

Si aucun BMS n’est utilisé, il ne faut effectuer la charge qu’en présence d’un

superviseur afin que ce dernier puisse arrêter le processus de charge en cas

de dysfonctionnement d’une batterie.

Il est également possible de connecter les batteries en parallèle et de les

charger simultanément. Dans ce cas, chaque batterie doit être protégée par

un fusible, et le taux de charge recommandé est de nouveau C/20 ou moins,

C étant la capacité de l'une des batteries en parallèle.

4 Fonctionnement

4.1 Équilibrage des cellules et alarmes

Chaque batterie de 12,8 V comprend quatre cellules connectées en série. Le

système interne d'équilibrage des cellules permettra de :

a) Mesurer la tension de chaque cellule et de déplacer des Ah depuis

les cellules ayant la plus haute tension vers les cellules ayant une

tension plus faible, et ce, jusqu'à ce que la différence de tension

entre les cellules soit inférieure à 10 mV (équilibrage actif).

b) Déclencher une alarme de surtension (tension de cellule > 3,75 V) ou

de sous-tension (tension de cellule < 2,80 V) qui sera traitée par le

BMS (voir Section 4.3).

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c) Déclencher une alarme de surchauffe (T > 75 ºC) qui sera traitée par

le BMS.

d) Déclencher une alarme de température insuffisante (T < 5 ºC) qui

sera traitée par le BMS (voir Section 4.4).

Remarque :

Les cellules d’une batterie ou de batteries raccordées en série peuvent se

déséquilibrer en raison de courants de décharge élevés ou de périodes de

charge Float courtes.

La capacité disponible de la batterie s'en verra donc réduite, et une alarme de

surtension de cellule surviendra.

Appliquez les procédures décrites dans la section 3.2 pour charger

entièrement et équilibrer les batteries.

4.2. Tension de charge

Tension de charge recommandée : 14 V–14,4 V par batterie (14,2 V

recommandée), et respectivement 28 V–28,8 V (28,4 V recommandée).

Durée d'absorption : 2 h pour une charge à 100 %, ou quelques minutes pour

une charge à 98 %.

Tension de charge maximale : 14,4 V et 28,8 V respectivement par batterie.

Tension Float/Stockage recommandée : 13,5 V et 27 V respectivement par

batterie.

Les batteries doivent être régulièrement chargées (au moins une fois par

mois) à 14 V (14,4 V maxi) afin d´équilibrer entièrement les cellules. Si deux

ou quatre batteries sont installées en série, elles devront être chargées

régulièrement à 28 V et 56 V respectivement.

4.3 Tension de cellule d'Autorisation-de-décharger

Par défaut, le seuil en dessous duquel la décharge de la batterie n'est pas

permise est de 2,8 V. Ce seuil peut être configuré à l'aide de l'application

VictronConnect (plage allant de 2,6 à 2,8 V).

4.4 Température minimale d'Autorisation-de-charger

Par défaut, le seuil en dessous duquel se déclenche une alarme de

température insuffisante est de 5º C. Ce seuil peut être configuré à l'aide de

l'application VictronConnect (plage allant de -20 °C à +20 °C).

Attention : configurer ce seuil en dessous de 5 °C annule la garantie. Le fait

de charger une batterie au phosphate de lithium-fer en dessous de 5 °C

endommage irrémédiablement sa chimie, et réduit sa capacité.

4.5 Écart de température de la batterie

La température de la batterie est utilisée pour déclencher des alarmes

relatives à la température. Elle est affichée dans l'application VictronConnect.

Afin d'améliorer la précision de la mesure de la température de la batterie, elle

est étalonnée au niveau interne dès que la batterie a été mise au repos (pas

d'équilibrage en cours) pendant 4 heures.

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Le résultat de cet étalonnage est l'écart de température de la batterie : il s'agit

d'un paramètre d'utilisateur disponible dans l'application VictronConnect

(plage de -10 °C à +10 °C). Cela permet également de corriger manuellement

la température de la batterie, le cas échéant.

Si l'écart de température est défini par l'utilisateur alors qu'une procédure

d'étalonnage automatique est en cours, cette dernière sera annulée. Et la

valeur définie par l'utilisateur prendra effet.

4.6 Système de gestion de batterie (BMS)

Deux BMS sont disponibles pour traiter l'information provenant des batteries.

4.6.1 BMS 12/200

Le BMS 12/200 est une simple solution tout-en-un conçue uniquement pour

des systèmes de 12 V.

Il comprend toutes les fonctions décrites dans la section 4.1, plus un limiteur

de courant alternatif.

Pour davantage de détails, veuillez consulter la fiche technique et le manuel

sur notre site Web.

4.6.2 BMS de VE.Bus

Ce BMS est prévu pour des systèmes de 12, 24 et 48 V.

Pour davantage de détails et des exemples d'installation, consultez la fiche

technique et le manuel sur notre site Web.

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Use Bluetooth to monitor battery and cell data on a smartphone

Figure 1 : Exemple de système avec un BMS de VE.Bus

Utiliser Bluetooth pour surveiller les

données de batterie et de cellule sur un

smartphone

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