Batteries Lithium

En admettant que le nombre de cycles de mes batteries est de 300, l’espérance de vie devrait se situer entre 4 et 5 ans. Je vais commencer ma 4ème saison et je commence à me poser les questions concernant le remplacement de celles-ci. En particulier je vais faire la comparaison avec des batteries au Lithium (Lifepo4).

Après avoir consulter un certain nombre de sources, j'arrive à définir mon cahier des charges comme ceci:
 - remplacement des deux batteries du parc servitude par deux batteries Lifepo4 de même dimension bms inclus (la batterie de démarrage restera conventionnelle).
 - remplacement de l'isolateur de batterie par un chargeur batterie à batterie qui permettra une charge plus efficace du parc de servitude. Le chargeur actuel sera utilisé que pour la charge de la batterie de démarrage. L'alternateur chargera aussi uniquement la batterie de démarrage.
 - mise à jour de mon régulateur de panneau solaire pour la charge des batteries Lithium.

Concernant les batteries on trouve des batteries de dimensions standard avec une capacité entre 50 et 100Ah. Pour amélioré l'autonomie, il faut une capacité réelle de plus de 50-60 Ah. Un exemple ici: https://www.12v100ah.ch/de/12v-lifepo4-lithium-batterien/47-lifepo4-lithium-batterie-12v-105ah.html
ou ici: https://www.akku-king.ch/akkus/lifepo4-versorgungsbatterien/11577/landport-lfp12-75-12v-75ah-lifepo4-batterie-fuer-wohnmobile?c=1278

Pour le chargeur batterie à batterie on trouve plusieurs alternative chez Sterling-power: https://sterling-power.com/collections/battery-to-battery-chargers



J'ai tout le temps pour ce projet, avec l'espoir que le prix des Lifepo4 continue de baisser.

Pour illustrer, schéma en cours: 


La conexion en jaune est un signal pour mettre en route le chargeur, à brancher sur le connecteur batterie servitude (?, je crois)

Je trouve ton idee de completement separer la fonction charge batterie demarrage de charge batteries servitude exellente ca fiabilise l installation
J ai un 31 comme toi et je suis juste en capacote batteries servitude ajouter 3 eme batterie plomb su mon bateau deja surcharge pas top
Je me dis 2 batteries lithiom de 100 ah me donne 160 ah dispo au lieu de maxi 80 avec mes 2 batteries plomb decharge a 50%
Je comprends pas bien ton schema car circuit demarrage et servitude me paraissent pas separes je comprends pas ce que tu appelle chargeur batterie a batterie
Je pense que pour bien separer il faut faire attention au relais guindeau et bien supprimer l asservisement moteur
Autre chose actuellement nous avons un moins commun

Quelques commentaires:
 - Comme on aurait deux technologies concernant les batteries, on va les charger avec des sources différentes:
    - la batterie démarrage (Plomb) est chargée par l'alternateur et si nécessaire par le chargeur de batterie connecté au quai.
    - le parc de servitude (Lithium) est chargé par le chargeur batterie à batterie (on prends le courant dans la batterie de démarrage est on alimente le parc de servitude, ceci surtout quand la batterie de démarrage en en charge). Ce chargeur a un meilleur rendement que l'alternateur et il sera réglé pour charger des batteries Lifepo4. Le chargeur se met en marche seulement si la tension de la batterie de démarrage est élevée, typiquement quand cette batterie est elle même en charge, une coupure avec une limite basse de la batterie de démarrage est prévue à 13V afin de ne pas risquer de la décharger. Pour compléter cette charge, le régulateur du panneau solaire sera aussi adapté pour chargé des batteries au lithium.
   - les circuits sont séparé comme actuellement. Batterie de démarrage pour le moteur, servitude pour le reste. La seule liaison qui va dans un sens seulement est le fameux chargeur batterie à batterie.
   - Le circuit guindeau reste inchangé.

Extrait du manuel d’installation du fameux chargeur:

Principe de fonctionnement? Le chargeur de batteries à batteries Sterling contrôle en permanence la tension de la batterie de démarrage. Dés que la tension aux bornes de la batterie de démarrage dépasse 13.3 volts, (ce qui est le cas lorsqu ’elle est chargée) le chargeur va alors s ’activer. Il démarre le processus de charge, pendant lequel la tension de la batterie de démarrage sera baissée à une valeur jamais inférieure à 13 V. La batterie de démarrage recevra toujours suffisamment de courant pour rester charger et l ’alternateur chargera au maximum de ses possibilités. L’appareil utilise la tension d ’entrée de 13 volts de la batterie de démarrage et elle l ’augmente pour obtenir une tension sortie ayant un maximum de 15 volts (en fonction du type de batterie sélectionné). Le parc de batteries secondaire sera alors chargé rapidement et complètement. Le chargeur calcule ensuite la durée de la période d ’absorption, il maintient la tension d ’absorption pendant la période déterminée. Après cela le système maintient la batterie en mode floating (entretien), en la soumettant à une tension plus faible, tout en s ’assurant que la batterie de démarrage a toujours la priorité de charge.



Pour plus d'info, voir ici (en français à la fin): https://cdn.shopify.com/s/files/1/0658/7343/files/instructions_new_version_March_2015_6ef0b569-47a7-4ede-99ec-845df44570b4.pdf?10547966015586887693

Concernant le choix de quelles batteries au lithium choisir, il y aurait deux possibilités:
  - 2 batteries de grandeur standard (D26), la capacité serait de 2x50, même 2x75 ou 2x105 (à vérifier), le prix varie de 2x540 chf à 2x1060 chf (une moyenne ou base de comparaison est 10chf le Ah donc 50AH donnerait 500 chf, à noter que à ce niveau des estimations 1 chf = 1 euro = 1 dollar)
  - 1 grande batterie avec un nouveau bac dans le même espace, on passe à 100 Ah à 1000 chf, ou même 120 Ah à 1250.-

Pour mieux comparer avec les batteries actuelles (2x80 Ah plomb qui donne environ 2x40 Ah en utilisation réelle) avec 300 cycles au coût de 2x 200.- donnerait un cout annuel sur 5 ans de chf 80 chf pour une capacité utilisable de 80 Ah.
Une solution Lithium de 1000.- chf pour 100 Ah pratiquement réel et 3000 cycles (durée de vie mentionnée entre 10 et 20 ans, prenons 15 ans pour nos calculs). Donc 1000/15 nous donne 70.- chf par année pour une capacité supérieure.

Même si on est prudent dans la comparaison de la capacité réelle, on sort gagnant au long terme. En effet la capacité actuelle est d'environs 80 Ah et la capacité prévue avec la solution Lithium est par exemple 90% de 100 Ah, donc 90 Ah. On pourrait même installé une grande batterie de 120AH (vérifier les dimensions avec bac). Le cout d'une telle batterie, environs 1200.- donnerait un coup annuel (sur 15 ans) de chf 80.- pour une capacité utilisable de 108 Ah, donc pour le même coût annuel (80 chf) on aurait une capacité utilisable de 35% supérieure (108 Ah vs 80 Ah).

Je vois aussi un avantage d'une seule et grande batterie avec un bms intégré vs deux batteries vu la question de l'équilibrage que l'on dit nécessaire entre les batteries d'un parc au lithium. Le câblage serait aussi simplifié.

Je vais donc vérifier l'espace maximum qui existe sous la descente en lieu est place des deux bacs actuels.

Lien batterie: https://www.akku-king.ch/akkus/lifepo4-versorgungsbatterien/11187/deep-c-power-12v-120ah-lifepo4-marine/boot-batterie-405-x-170?c=1278


Lien bac: https://www.accastillage-diffusion.com/bac-a-batterie-standard-conf-l47001-1.html

Merci de ton explication je ne connaissais ce type de chargeur c est astucieux Est tu sur qu il est adapte a la charge de batterie lithium
Dans le meme ordre d idee je pensai possible de mettre un chargeur de batterie lithium idependant utilise lorsqu on est a quai au mouillage uniquement panneaux solaires pour nous ca passe qqs fois juste mais plus de servitude c est pas trpp grave

Les deux modèles de chargeur b2b de Sterling-power permettent de sélectionner le type de batterie inclus lithium.

Voir par exemple: https://cdn.shopify.com/s/files/1/0658/7343/files/Page20_B2B_1.pdf?4771783895244408190

C'est aussi le cas du chargeur DC/DC de Victron: https://www.swiss-victron.ch/fr/chargeurs-dcdc/29289945-chargeur-dc-dc-12-12-18a.html



Un autre exemple: https://www.h2r-equipements.com/chargeur-dcdc-booster-pour-camping-car/13157-em-chargeur-booster-cb12-25.html


En utilisant ce type de solution, il est possible de compléter la charge du parc de servitude lors de l'utilisation du moteur comme actuellement.

Ta solution parait tres tres seduisante
Je pense que actuellement j ai comme toi en servitude 2 batteries de 80 ah dans des bacs
Les bat lithium ont elle besoin d etre dans des bacs
Si oui quelle capacite de batterie lithium peut on mettre dans ces bacs
Si non tu a l air d avoir drolement cogite mais j avoue etre un peu perdu tu preconises une seule grosse batterie? de quelle capacite? suis comme toi je pense qu une seule grosse est mieux que 2 plus petites mais la forme volume d une grosse est elle compatible avec l emplacement sur un 31
Je pense que pour les servitudes l aspect securite n a pas etre pris en compte 2 batteries plus sur qu une car pour moi la souce servitude n est qu un element de confort

Bac ou pas bac, si bien la nécessité des bacs était liée à la possibilité de pertes de liquide, les contrôleurs auront de la peine à accepter une installation dépourvue de bacs. Mais on pourrait consulter l'organe de contrôle avant de décider.

Deux batteries: pour des dimensions standard on peut trouver des batteries au Lithium de 50 à 75 AH, l'avantage si les pôles sont aux même positions serait de ne pas modifier le câblage. Le désavantage serait de devoir s'assurer que les deux batteries soient et restent équilibrées (un point que je ne domine pas encore). La solution la plus économique serait de 2 batteries de 50 Ah (environs chf 1000.-), au maximum 2 x 80 Ah pour un investissement conséquent de1800.- chf ( mais on double la capacité réelle du parc).

Une batterie: pour autant que l'on puisse caser un bac de plus grande dimension (je vais faire quelques mesures), une batterie de 100 ou 120 Ah éviterait le problème de l'équilibrage, mais demanderait une modification des connections (en fait simplifierait le circuit). Au niveau du coût on reste dans les mêmes paramètres (1000.- chf pour 100 Ah ou 1200.- pour 120 Ah).

Concernant la charge, j'ai aussi trouvé cela:
https://www.votronic.de/index.php/en/products2/series-vcc/boat-version/vcc-1212-30-new-boat

Je pensais qu a capacite egale les batteries lithium avaient volume plus faible passer de 80ah a50 ah fait perdre l interet du changement de technologie
L ah lithium est quand meme cher

Trop cher !

C est vrai mais si ca change la vie au mouillage ca peut avoir un interet
J essaie de me faire une idee philippe fait le job mervi a lui
C est premiere impression c est cher pour peu de difference

J'ai fais quelques mesures et il semble qu'une batterie de 33cm à 35 cm de long (type 100 Ah) dans un bac ad-hoc peut trés bien se monter en travers au lieu des deux batteries existentes.

une 100 ah a la place de 2de  80 ah on gagne rien
au contraire on depense beaucoup plus

Une batterie Lithium qui peut s'utiliser sur pratiquement toute la plage, disons 90% donne 90Ah alors que toi même a reconnu que nos deux batteries au plomb ne donne que 80AH utilisable et encore.
Par ailleurs si les batteries plomb durent 3 ou 4 ans (300 cycles), tu vas les remplacer 4 fois sur une durée de 15 ans au lieu d'un achat pour la batterie Lithium (2000 cycles), donc tu vas dépenser 4x270 euros, donc plus de 1000 Euros.
On commence à trouver des batteries Lithium de 100 Ah pour 800 Eur et je pense que la baisse des prix n'est pas terminée.
J'en conclu que si bien ce changement doit être prudemment étudié notamment concernant la manière de charger ces batteries, on verra de plus en plus de bateaux livrés avec des batteries aux lithium, une option d'ailleurs existante sur les nouvelles unités Océanis.
Je pense que cette réflexion est intéressante, en tout les cas cela m'occupe. Mon parc de batteries est au top et on commencera notre 4ème saison en avril prochain. Donc pas d'urgence!

Exemple d'installation: 


Un peu de lecture: http://seme.cer.free.fr/plaisance/batteries-marines.php

Oui c est toujours interessant de cogiter et je suis avec interet tes raisonnement
C est vrai que je croyais que la batterie lithium c erait l ah avec un beaucoup plus faible volume as tu une idee en gros du poids par ah ?

Est il possible de gérer un parc service en lithium avec un parc moteur en agm par ex ?
En effet mettre du lithium pour le moteur n a pas beaucoup d utilité, me Semble t il .
Aussi suis de l alternateur et du répartiteur ?

Lire quid de .....

Si on compare le poids des batteries avec les mêmes dimensions et les mêmes descriptions en Ah, une batterie au lithium pese la moitié d'une batterie au plomb, exemple pour 100Ah théorique on une batterie au plomb de 25 à 30 kg, au lithium c'est entre 11 et 13 k. Si en plus on compare les Ah utilisables on a 90Ah avec 12 kg en Lithium vs 50 Ah pour 28 kg.
Le facteur est pratiquement de 1 à 4.... 12kg/90 = 135 gr / Ah vs 28kg/50 = 560gr...
Pour le même volume on a la moitié du poids et le double de capacité utilisable.
J'ai trouvé des batteries lithium avec les dimensions standard similaires aux nôtres et une capacité de 105 Ah! Cela voudrait dire que dans le même espace on aurait quasi 200 Ah utilisables (vs nos maigres 80 Ah) avec la moitié du poids. Mais la ça douille car c'est 1000.- chf chaque batterie...

Bonnes questions en partie répondues plus haut:
  - en effet pas intéressant de mettre une batterie au lithium pour le démarrage
  - il faut aussi éviter de charger des batteries au Lithium avec un alternateur, c'est inefficace et même potentiellement dangereux si on ne prends pas des précautions (lire la littérature sur le sujet).
C'est pour cela que la solution c'est plutôt:
  - batterie conventionnelle pour le démarrage, chargée par l'alternateur (chargeur 230V à quai pour la maintenance)
  - parc servitude ad-hoc vs consommation chargée par un chargeur batterie à batterie qui a une sélection prévue pour les différentes phases de charge correspondante aux batterie lithium. Ce chargeur ne se met en route que quand le voltage de la batterie de démarrage est au-dessus d'un certain niveau (donc quand cette batterie primaire est en train d'être chargée).
  - il faut aussi compléter cette installation par des panneaux solaires et le régulateur correspondant.

Plusieurs "vlog" de navigateurs qui ont fait cette transition, les Wynns sur un cata, Sophie et Ryan sur un Bénéteau 40 et d'autres sont visibles sur Youtube.

L'inconvénient que j'ai rencontre avec la batterie Lithium que es que je ne peut pas m'en servir de batterie de démarrage en cas défaillance de la batterie moteur au plomb......Elle débité pas assez sur un temp court....de même pour le gaindeau il faut impérativement que le moteur tourne....en plus du risque de panne.....
Donc Gaindeau sur batterie moteur maintenant....sa me plait pas.
Donc pour un adept du mouillage a la folie il faudrait une batterie plomb de secourt en plus bof bof.....
mois j'ai les panneaux sur la baterie service
un chargeur  mono sortie sur la batterie moteur
Le moteur avec le répartiteur intelligent
Bref la question les batteries gel ne sont elle pas mieux quand on a la place de les multiplier.....et plus sur
Mon problème était la place et le poids mal repartie....pour le lithium

Tu poses de bonnes questions, deux points à bien contrôler avant un tel investissement. Donc vérifier que la puissance nécessaire au guindeau est conforme avec le parc de servitude lithium. La même chose pour une utilisation d'urgence de ce même parc pour démarrer le moteur en cas de panne de batterie de démarrage.

j avais pas pensé a ca  betement je croyais que les batteries lithium avaient elle aussi une faible resistance interne pour debiter beaucoup puisque je crois que les voitures electriques ont ce type de batteries

@Tramontane : Pas sur que tu sois bien au fait des caractéristiques des batteries Lithium...
Le courant de pointe (5 secondes toutes les minutes) d'une batterie LiFePo est de 10C soit 1000A pour une batterie de 100Ah.... Une batterie plomb en est loin.
Pour info, la résistance interne d'une batterie LiFePo est bien inférieure à une batterie plomb, cela signifie que la chute de tension sous forte charge est bien inférieure sur une batterie LiFePo que sur une batterie plomb.
Pour ce qui est de la question la densité énergétique (Kg/Ah) il n'y a pas photo donc beaucoup moins de soucis concernant le centrage des poids...
J'ai remplacé 3 batteries 130Ah gel par une 400Ah LiFePo il y a 2 ans, elle tient sous l'escalier de la descente. Donc côté centrage des poids, il n'y a pas photo. Côté capacité utile, il n'y a pas photo non plus car elle est quasiment le double (voir autres posts sur le forum)

Pour info, les 2 fils concernant ma période questionnement et le tuto installation.
https://oceanisvoiliers.forumactif.org/t2036-batteries-gel-ou-lifepo?highlight=lifepo
https://oceanisvoiliers.forumactif.org/t2409-tutoriel-installation-batteries-lifepo?highlight=lifepo