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Documentation

Batteries*

À destination d’exploitations agricoles et d’ateliers. Objectif: démystifier les packs lithium 48–51,2 V (2 à 15 kWh) et donner des repères concrets pour dimensionner, installer, entretenir et diagnostiquer en sécurité.

1) 12 V plomb vs 48–51,2 V lithium (LFP/NMC)

  • 12 V plomb (démarrage): historique, peu coûteux, lourd, cycles limités, sensible aux décharges profondes, entretien (plomb liquide). Adapté au démarrage moteur thermique, moins aux usages de traction/outil électrique prolongés.
  • 48–51,2 V lithium (traction/outil): pack plus compact/léger, rendement supérieur, tenue aux cycles nettement meilleure, meilleure puissance soutenue. Demande un BMS et une installation soignée.

Ordres de grandeur (selon produits):

  • Masse par kWh: plomb ≈ 25–35 kg/kWh ; LFP ≈ 10–15 kg/kWh.
  • Cycles utiles: plomb ≈ 300–600 (à 50 % DoD) ; LFP ≈ 2000–4000 (à 80 % DoD).
  • DoD conseillé: plomb ≈ 50 % ; LFP 70–90 % (voir specs).

2) Chimies lithium utiles: LFP vs NMC

  • LFP (LiFePO4): très bonne stabilité thermique, longue durée de vie, tension cellule ≈ 3,2 V → 16s ≈ 51,2 V nominal (≈ 58,4 V max). Idéal usage terrain et sécurité.
  • NMC: densité d’énergie supérieure (pack plus léger à kWh égal), tension cellule ≈ 3,6–3,7 V → 13s ≈ 48,1 V nominal (≈ 54,6 V max). Exige une intégration rigoureuse.

Choix rapide: prioriser LFP pour robustesse/sécurité/cycles; choisir NMC si la compacité prime et si l’intégration thermique/électronique est maîtrisée.

3) Tension réelle, SoC, SoH

  • « 48 V » = pack ≈ 51,2 V (LFP 16s) ou ≈ 48,1 V (NMC 13s) nominal; la tension varie avec SoC, courant, température, vieillissement (SoH).
  • SoC (State of Charge): niveau de charge estimé par le BMS (tension + comptage de coulombs). À vide, la courbe tension/SoC est indicative; sous charge, la tension chute.
  • SoH (State of Health): état de santé (capacité restante vs nominale, résistance interne). Baisse avec l’âge, les cycles profonds, la chaleur.

3bis) BMS — rôle, limites, configuration de base

  • Rôle principal: protéger et équilibrer le pack; surveiller tension/courant/température; couper en cas de danger; estimer SoC/SoH; journaliser les défauts.
  • Protections clés: surtension cellule/pack en charge, sous-tension en décharge, surintensité (continu/pointe), sur/sous-température (charge/décharge), court-circuit.
  • Équilibrage: passif (dissipation) le plus courant; actif sur packs avancés. Vise à homogénéiser les tensions de cellules pour préserver la capacité utile et la sécurité.
  • Configuration typique (à adapter aux specs): tension max pack selon chimie (ex. LFP 16s ≈ 58,4 V), seuils sous-tension (attention au niveau de coupure), courant continu/pointe, délais de déclenchement, plages de température.
  • Limites: le BMS ne compense pas un mauvais dimensionnement (courant ou kWh insuffisants), un câblage défaillant, ni une mauvaise dissipation thermique.
  • Bonnes pratiques: conserver un journal des événements BMS, noter les paramètres d’usine, éviter les modifications sans motif; après intervention, vérifier logs et équilibrage.

4) Dimensionner vite (2 à 15 kWh)

Rappels: Wh = V × Ah ; autonomie (h) ≈ Énergie utile (kWh) / Puissance moyenne (kW). 
Énergie utile ≈ Énergie nominale × DoD × η.

Exemple: 1,2 kW moyen pendant 2 h, η ≈ 0,85, DoD 80 %.

  • Énergie utile ≈ 1,2 × 2 / 0,85 ≈ 2,82 kWh ; E_nominale ≈ 2,82 / 0,8 ≈ 3,5 kWh.
  • Un pack LFP 51,2 V – 70 Ah ≈ 3,6 kWh est cohérent (ou 100 Ah pour plus de marge).
  • Courant moyen ≈ 1200 / 51,2 ≈ 23 A ; vérifier courant continu/pointe du BMS (marge ≥ 1,25×).

Conseils: prévoir marge pour froid (−20 % de capacité possible), sols meubles, pentes, pics au démarrage; dimensionner fusible, sectionneur et câbles selon courant et longueur.

5) Installation et entretien (atelier/ferme)

  • Fixation: support rigide, amortissement vibrations; indice IP adapté (poussière/boue/eau).
  • Câblage: courts, protégés, sections conformes; serre-câbles; passe-fils; gaine.
  • Connexions: couples de serrage constructeurs; recontrôle après 50 h, puis périodique.
  • Protections: fusible DC proche du +, sectionneur accessible; polarités clairement identifiées.
  • Charge: chargeur compatible chimie/tension; éviter recharge < 0 °C (sauf préchauffage dédié).
  • Stockage prolongé: 40–60 % SoC, endroit sec 10–25 °C; contrôle trimestriel.

6) Diagnostic de base (sans ouvrir le pack)

Outils: multimètre (tension pack), pince ampèremétrique DC, interface BMS (si fournie).

  • À vide: relever la tension et la comparer aux plages nominales (ex. LFP 16s ~ 51,2 V ; max ~ 58,4 V ; seuil bas typique ~ 44–46 V selon BMS).
  • En charge: noter la chute de tension et le courant; une chute excessive peut indiquer résistance interne élevée ou connexion lâche.
  • BMS: lire SoC, codes défaut, températures; déclenchements fréquents = indice de mauvaise configuration ou sur-sollicitation.
  • Température/points chauds: contrôle IR au niveau cosses/connexions.

Signes courants:

  • Autonomie en baisse: froid, vieillissement (SoH), consommation plus élevée, calibrage SoC à reprendre.
  • Coupures: surintensité, sous-tension (pack trop déchargé), température hors plage.
  • Tension instable: cosse desserrée, câble sous-dimensionné, faux contact.

7) Sécurité et recyclage

  • Basse tension ≤ 60 V mais énergie élevée: risques d’arc/court-circuit importants. Outillage isolé, pas d’objets métalliques libres, EPI.
  • Feu/explosion: plus probable sur surintensité, court-circuit, charge hors plage, choc/perforation, défaut de montage. Prévoir: fusible DC adapté, sectionneur, câbles calibrés; éviter sources d’étincelles; ne pas couvrir les orifices de décharge/ventilation des packs.
  • Fuite d’électrolyte/odeur inhabituelle: isoler la zone, ventiler, éviter contact cutané/oculaire; gants/lunettes; contenir avec absorbant adapté; ne pas jeter à l’évier; contacter filière spécialisée.
  • Toujours déconnecter et consigner avant intervention; respecter les couples de serrage.
  • Transport/arrimage conformes; éviter chocs/perforations.
  • Recyclage: filières agréées; LFP (matériaux moins critiques), NMC (métaux stratégiques). En fin de vie (SoH ≤ 70–80 %), envisager réemploi stationnaire documenté.

Check-list rapide

  • Dimensionnement validé (Wh, I_cont, I_pic, DoD, η, marge froid)
  • Protections DC installées (fusible, sectionneur), polarités et couples identifiés
  • Câbles courts et sections adaptées; recontrôle de serrage planifié
  • Chargeur adapté; règles de stockage/charge à froid connues


Pour en savoir plus : 


*: Les informations techniques présentées dans cet article sont fournies à titre indicatif. Elles ne remplacent pas les notices officielles des fabricants. Avant toute installation, manipulation ou utilisation, veuillez consulter la documentation du produit et respecter les consignes de sécurité. Le site Torque.works ne saurait être tenu responsable d'une utilisation inappropriée ou d’une interprétation incorrecte des informations fournies.