Banc de batteries au lithium marines : guide d'achat 12 V et 24 V

Une étiquette 12 V ou 24 V ne permet pas de savoir si un parc de batteries au lithium marines alimentera vos équipements pendant une journée complète en mer. Les acheteurs dimensionnent souvent leur installation en reprenant la capacité en ampères-heures de l'ancienne batterie au plomb-acide, sans tenir compte de l'énergie utilisable, du courant de pointe de l'onduleur, des limites de charge et des charges fonctionnant simultanément. Une spécification pertinente commence par le profil électrique réel du bateau.

1. Commencez par les charges et le bilan énergétique. Répertoriez chaque charge CC et CA, sa puissance ou son courant nominal, ses heures d'utilisation et son fonctionnement continu ou intermittent. Pour un appareil CA, incluez les pertes de l'onduleur dans l'estimation de la demande de la batterie. Additionnez les wattheures quotidiens, puis tenez compte de la réserve souhaitée et des périodes sans recharge depuis le quai, le moteur ou le solaire.

À titre d'exemple, un réfrigérateur de 60 W fonctionnant 12 heures consomme environ 720 Wh avant les pertes de conversion. L'éclairage, les appareils de navigation, les pompes et les communications viennent s'ajouter à ce total. Une batterie LiFePO4 de 12,8 V et 100 Ah stocke environ 1 280 Wh nominaux ; une batterie de 25,6 V et 100 Ah en stocke environ 2 560 Wh. L'énergie réellement utilisable dépend des limites du BMS, de la DoD autorisée, de la température et de la capacité indiquée par le fabricant.

2. Choisissez la tension du système en fonction des charges et de la distribution. Un parc 12 V est courant sur les petits bateaux et avec les équipements conçus pour le 12 V. Un parc 24 V peut fournir la même puissance avec environ deux fois moins de courant, ce qui réduit les pertes dans les câbles et les connexions lorsque le câblage est correctement dimensionné. Il convient aussi à de nombreux onduleurs et moteurs de plus grande taille, mais ne peut pas alimenter directement des charges 12 V sans convertisseur CC-CC adapté.

Ne partez pas du principe que deux batteries 12 V montées en série constituent automatiquement un parc 24 V approuvé. Vérifiez que le fabricant autorise le montage en série et précise les limites concernant le nombre de batteries, la charge, la surveillance et la protection contre les défauts. Les parcs en parallèle nécessitent également des batteries compatibles, des connexions équilibrées et une conception garantissant un partage du courant conforme aux spécifications.

3. Vérifiez le courant continu et le courant de pointe, pas seulement la capacité. Divisez la puissance maximale prévue en watts par la tension de fonctionnement du parc afin d'estimer le courant CC, puis tenez compte des pertes de l'onduleur et des courants de démarrage. Comparez le résultat au courant de décharge continu de la batterie, à la durée admissible du courant de pointe, au comportement de déclenchement du BMS, à l'ampacité des câbles et à la protection contre les surintensités. Un parc disposant d'assez de wattheures peut tout de même s'arrêter au démarrage d'un guindeau, d'un propulseur d'étrave ou d'un compresseur.

Par exemple, une charge de 2 000 W sur un onduleur tire environ 167 A sous 12 V ou 83 A sous 24 V, avant les pertes de l'onduleur. Une brève pointe peut être bien plus élevée. Vérifiez que le profil de pointe de l'onduleur respecte les limites de décharge de la batterie et ne considérez pas une valeur de pointe brève comme une valeur continue.

4. Adaptez les équipements de charge à la batterie. Consultez la plage de tension de charge du fabricant, le courant recommandé, les restrictions à basse température et les consignes de fin de charge. Vérifiez la compatibilité de l'alternateur et utilisez un chargeur CC-CC correctement dimensionné si nécessaire ; un parc au lithium peut tirer un courant supérieur à celui que l'alternateur est conçu pour fournir durablement. Confirmez que les chargeurs de quai, les régulateurs solaires et les profils de charge du générateur sont configurés pour la batterie LiFePO4 concernée.

Vérifiez si le BMS peut communiquer avec les chargeurs ou le système de surveillance du bateau, et comprenez sa réaction aux défauts de surtension, de sous-tension, de surintensité et de température. Les estimations du SOC doivent s'appuyer sur un moniteur adapté ou sur les données du BMS. Le SOH est une mesure de l'état de la batterie à long terme, et non un substitut à une lecture en temps réel de l'état de charge.

5. Comparez les spécifications complètes du parc. Voici une comparaison illustrative de deux options LiFePO4 de 100 Ah : un pack 12,8 V offre 1,28 kWh d'énergie nominale, tandis qu'un pack 25,6 V en offre 2,56 kWh. Si chacun est prévu pour un courant de décharge continu de 100 A, leur puissance continue approximative à la tension nominale est respectivement de 1,28 kW et 2,56 kW, avant les pertes. Ces chiffres sont des exemples et ne constituent pas des caractéristiques universelles.

- Confirmez la tension nominale et les configurations autorisées en série ou en parallèle.

- Comparez la capacité nominale, la DoD utilisable, les conditions de durée de vie en cycles et les conditions de garantie.

- Vérifiez les courants de charge et de décharge continus et de pointe, y compris les limites du BMS.

- Vérifiez les températures de fonctionnement et de charge, l'indice de protection du boîtier, les dimensions, le poids et la disposition des bornes.

- Demandez les documents applicables relatifs au transport et à la sécurité, notamment les rapports d'essais UN38.3 et, lorsque le produit et le marché l'exigent, les certifications pertinentes IEC 62619 ou UL 1973.

6. Validez l'installation et les modalités d'entretien. En milieu marin, les batteries sont exposées aux vibrations, à l'humidité, au sel et aux variations de température. Vérifiez que le boîtier et les bornes conviennent à l'emplacement prévu et respectez les exigences du fabricant en matière de montage, de ventilation, de dégagement et de protection. Dimensionnez les câbles et les fusibles ou disjoncteurs selon le cheminement réel et le courant de défaut potentiel ; faites vérifier l'installation au regard des normes applicables aux bateaux et de la réglementation locale.

Planifiez l'ensemble du système électrique, notamment les charges 12 V sur un bateau en 24 V, l'isolement de la batterie, les charges d'urgence, la coordination des sources de charge et l'accès à la surveillance. Pour un remplacement, vérifiez avant la commande que les chargeurs existants et les commandes de l'alternateur sont compatibles avec la nouvelle chimie. Pour les constructions OEM, transmettez au fournisseur le profil de charge, la tension, le courant de pointe, les conditions environnementales, les dimensions, les connecteurs et les certifications requises.

Pour les besoins propres à une application en matière de format, de capacité, de communication ou de limites de fonctionnement, Newbeebattery peut intervenir comme partenaire OEM/ODM pour des packs personnalisés. Communiquez suffisamment tôt les spécifications du bateau et de la charge afin que la conception puisse être vérifiée au regard des exigences électriques, mécaniques et de conformité.

Un parc de batteries au lithium marines adapté se dimensionne en fonction de la consommation énergétique, de la demande en courant, de la capacité de charge et des conditions d'installation, et pas uniquement de la tension ou des ampères-heures. Vérifiez l'ensemble du système par rapport aux limites documentées de la batterie, puis choisissez le 12 V ou le 24 V en fonction des charges et de la distribution électrique du bateau.