Fabrication d'un batterie LI-ion (12V)

[rey]

Je lance le post sur ce sujet qui peut être vaste , puisqu'il va de la batterie 12V en moyenne au petit accu qui alimentera une vieille lampe de camping rétro avec un convertisseur DC/DC .

Afin de bien savoir de quoi on parle je vous invite à consulter ce lien qui explique simplement a quoi sert un BMS qui est un équipement indispensable a la contruction d'une batterie a base d' accus Li ion 18650 ( dans mon installation)

Il faut par ailleurs assembler les accus :
Pour mon montage je table sur 6 x 3 accus montés en série ce qui va donner ; 1 accu 18650 posséde une tension nominale de 3.6 a 3.7 V , il existe plusieurs capacité( intensité) pour ce type d'accus, pour mon appli j'ai choisi des 3600mA/h monté en série de 3 ca donne une tension de 10.8 V et 3600mA , comme je monte 6 de ces assemblages en parallèle ca va donner un montage 3S 6P on a alors : 3600 mA x 6 = 21600mA donc ca fera une batterie de 10.8V et 21.6 Ah .
J'aurai pu opté pour une batterie en 4S ci qui aurait donné une tension de 14.4V mais le choix de mon boitier m'a limité et surtout le nombre d'accu mis en jeux.
Voila pour la théorie.

Voici le boitier sur lequel je me suis arrêté ;
https://fr.aliexpress.com/item/10050051 ... pt=glo2fra

j'ai aussi commandé des pastilles en papier de protection pour le pole positif de chaque accu ( bien qu'il soit deja protégé par une pastille en plastique ) ca va me servir lors du soudage de chaque accu ( cette partie du montage est la plus risquée ) .
les pastilles : https://fr.aliexpress.com/item/10050017 ... pt=glo2fra
J'avais sous le coude des bandes de papier isolante qui vont me servir a isoler le module BMS des batteries dans le boitier que j'ai choisis car je compte placer le BMS dans le boitier avec les accus .

https://fr.aliexpress.com/item/33009251 ... pt=glo2fra

Ensuite il faut des bandes de nickel avec plus ou moins de pureté et tout le monde le sait les chinois ne sont pas toujours trés pure arf!!!
ceux que j'ai acheté il y a 1 ans sont déjà oxydé juste en étant stockées au sous sol ( 76% d'humidité )
du coup je les ai étamé avant montage qui se fera par soudure a l'étain ( mon appareil de soudage par point étant un peu "too much" pour cette appli , mais j'y reviendrais ( si j'oublis faites moi signe )

Voici le genre de matériau qui servira a coupler les accus entre eux https://fr.aliexpress.com/item/33012342 ... pt=glo2fra

j'ai aussi commandé des blocs de plastiques qui s'assemblent entre eux et permettent un maintient des accus entre aux

https://fr.aliexpress.com/item/10050052 ... Ugqocobbyp

Et un BMS qui servira à contrôler la charge , le courant maxi et la température de la batterie.
il en existe d'autre moins couteux ; plus simple mais ..... qui ne présente pas la protection température

https://fr.aliexpress.com/item/10050041 ... pt=glo2fra

voila pour l'accastillage.

[rey]

je vais revenir de suite sur la méthode de soudage des accus et sa partie dangeureuse .

Les accus li ion supportent mal la chaleur ( sur la doc constructeur il est indiqué ne pas exposer à une température de 212°F ( 100°C) )
Il ne doivent pas être percé ( sous peine d'explosion et fumées toxique ) .
Alors c'est pourquoi il existe des petits appareils ( que je n'ai pas ) qui permettent de souder par point les bandelettes de nickel sur les tête des accus
https://fr.aliexpress.com/item/10050025 ... ddBdv5UbQ

Moi j'ai ce truc fabriqué a partir d'un transfo de micro-ondes , c'est méchant a ça perce très vite les tête d'accu

soudeuse par point 2 Volt et 750 Ampéres

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pour souder la tole j'ai une commande pédestre qui n'est pas sur la photo et aussi sur le dessus de l'appareil j'ai un variateur piqué sur un aspirateur qui permet de faire varier la puissance;

vue des électrodes de soudage pour de la tole jusque 2 mm

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et pour souder les accus j'avais acheté ce porte electrodes manuel , mais la pression sur les ressorts qui permette de commander la soudeuse sont trop costaud et ca déforme la tête ou le cul des accus ( smiley qui a trés peur )

[rey]

c'est pour cette raison que j'ai choisi la méthode étain avec fer a souder thermo régulé a 430°c et une trés fine panne.
J'ai très succinctement "déglacé" la tête et le cul de chaque accu à la miniplex avec circonspection ( vous noterez les mots sont choisis )
J'ai ensuite appliqué un peu de flux à soudure , puis application d'une "noisette" d'étain sur la tête et sur le cul .
A noté je n'ai pas fait la tête et le cul instantanémant sur chaque accu afin de ne pas les faire monter en température;
le cul ( le pôle négatif) et plus epais et demande a être chauffer un peu plus.
En revanche la tête est moins risquée car elle posséde une sur-pastille qui permet un soudage plus "tranquille".Enfin sur ceux que j'ai c'est foutu comme ca!

séance soudure sans se faire "déssouder"

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Vous noterez que je n'ai pas soudé une bande de nickel complète sur les poles négatif des 6 accus ( comme la bande en bas sur la photo ) , une bande complète sur les pôles positif des 6 accus, j'ai préférer souder d’abord des straps sur chaque série d'accu ainsi en appliquant un voltmètre a chaque bout de ma série , j'ai pu vérifier que les soudure de chaque série était OK ( j'ai même poussé le vice à vérifier à l’ohmmètre la résistivité de chaque soudure/bande

soudure compléte d'une face

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[bruno3166]

Merci pour les zinfos.
Ça reste quand même autre chose que du "bricolage".

[rey]

Comme tu dis, il faut un minimum de d'outils et de sérieux .
Et puis surtout si l'un d'entre vous constate une ânerie que j'aurai faite ou dite qu'il hésite pas !!

Alors ensuite voici le fameux BMS pour accus li ion 3S

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Et un test en respectant le schéma de câblage et sa chronologie, ici c'est juste un test de mise en situation de consommation avec fils volants avec une ampoule de 60W /12 V . environ 5 A de conso

une H4 sur le module

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Montage en cour et à suivre.

[julienv26]

Très intéressant comme sujet.

Une petite remarque concernant la tension des accus 18650: elle est de 4.2V quand ils sont pleinement chargés, ce qui donne pour un montage 3S une tension max de 12.6V et une tension nominale de 10.8V. En 4S c'est un peu trop pour une utilisation avec des appareils 12V car on monte à 16.8V en tension max.

Ton appareil de soudure par point est énorme, ça doit être violent les soudures avec ça, très belle réalisation en tout cas.

Concernant la soudure des accus (je l'ai déjà écrit sur un autre post mais je le remets ici pour ceux qui ne l'ont pas vue) ce n'est pas une étape obligatoire. C'est mieux de les souder mais c'est plus délicat. Moi j'avais opté pour un montage sans soudure avec un châssis en PLA imprimé avec une imprimante 3D et c'était des tête de boulons qui faisait contact avec les accus:

Si non très propre tes soudures à l'étain, ça fait une jolie batterie. Le montage a bien avancé, il ne te reste plus qu'a rentrer tout cela dans la boite et ça sera bon pour la batterie, restera plus qu'à voir pour le chargeur. Bonne chance pour la suite.

[Eribalin]

Merci ! !
Sujet très intéressant, même si je n'ai pas l'intention de faire une batterie.

[rey]

Afin de terminer ce post sur la batterie,
Voici sur cette photo le positionnement du BMS et du bloc d'accus tel qu'ils seront dans le boitier :

implantation

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On introduit la sonde de température du BMS

sonde de tempé

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et on insère le tout dans le boitier, PS je ne colle pas le couvercle du boitier, je préfère garder l’accès pour différentes mesures qui vont suivre.

boitier + accus +BMS

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Puis viens la phase de test avec raccordement au module de gestion solaire , accès au menu pour identifier le type de batterie ( plomb/li ion /lifepo)
et paramétrage des différentes tensions ; tension limite basse, tension de charge maxi, et tension d'entretien.

Ma batterie n’était pas complétement chargée, elle présente une tension de 10.9V (ça fait un an que j'ai les accus en stock) le panneau solaire est raccordé, mais il est éclairé par les tubes LED du sous sol.

tension batterie avec panneau solaire au sous sol

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Sur la tof ci dessous on peut lire sur ampèremètre l'intensité de la charge juste avec l'éclairage issu des tube LED de mon sous sol.

charge avec l'éclairage du sous sol

IMG_0695.JPG (61.13 Kio) Vu 1069 fois

[rey]

Comme le sous sol ne permet de monter la tension du panneau a sa tension maximale , je suis passé par mon alimentation ( donnée pour 0 a 32V avec une intensité maxi de 10 A ) elle va simuler le panneau solaire en plein ensoleillement.
sur cette photo la charge a déja débuté depuis environ 30 a 40mn , le pic d'intensité s'était établi a environ 8.5A
Ici déjà ça baisse à 6.5 A

alim réglée a 16V

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sur celle du dessous , j'ai simulé une charge avec une tension réglé a 12.5V et l'intensité tombe a env 3.5A , je pense au final tendre vers cette solution , car je préfère une charge plus douce sur les accus pour 2 raisons :
La 1ére ne pas matraquer les accus et dépasser leur capacité de charge ( comme le souligne Julien )dans ce cas précis cela fait env 600mA par accu ce qui est bien en dessous de ce qu'il peuvent endurer .

la seconde raison , c'est qu'au sous sol la température est de 17 °C , en camping si la température atteint les 40° a l'ombre cela me laisse une resserve quand a l'échauffement induit par la charge ( l'échauffement lors du test a 16V n'etait pas conséquent et pourtant l'intensité traversant chaque accus etait de 1.30 A , pour des accus de 3.3 Ah .

alim réglée a 12.5V

IMG_0698.JPG (61.3 Kio) Vu 1067 fois

[rey]

Finalement comme discuté avec Julien au travers du post "installation d'un panneau solaire" , je vais opter pour le convertisseur DC/DC qui me permetra de moduler la tension du panneau et ainsi de moduler l'intensité de recharge.

[Eribalin]

Merci de nous relater vos discutions à tous les deux, même si c'est difficile à capter, ça nous montre que la réalisation d'une batterie est possible pour des amateurs semi pro !

[julienv26]

Très propre le montage dans le boitier.

On dirait que le BMS fait bien sont travail, dans la description il est écrit qu'il dispose d'une protection contre la surcharge et visiblement il encaisse un voltage supérieur à 12.6V sans broncher. Du coup vue ces tests avec l'alimentation de labo, le panneau solaire pourrait potentiellement être raccordé directement au BMS sans intermédiaire. Personnellement j'aurais quand même peur d'une surcharge, donc le DC/DC est vraiment le bon choix pour pouvoir bien géré tout les paramètres de charge.

[rey]

Module DC/DC commandé.

[rey]

Je reprends le sujet, module DC/DC arrivé.
Ce soir j'ai testé la décharge de la batterie avec une ampoule H4 / en plein "phare" 60 W sous 12 V

Durée de fonctionnement 2 h pile !
Le BMS fait sont job, en court circuit il coupe la décharge.
Il protège les accus d'une décharge profonde (arrêt de la décharge à 9.1 V (environ) ) .
Demain phase de test du module avec le panneau solaire sur l'autre post.