Avis aux modérateurs: je me permet de continuer ici les questionnements que j'avais abordé dans un topic de la rubrique "bricolage et décoration". En effet, la rubrique électronique me semble plus adaptée pour ces nouvelles questions. Le lien de mon premier topic: https://forums.futura-sciences.com/b...terie-12v.html merci.
Bonjour à tous,
Je cherche donc à dimensionner et concevoir un système de batterie 12v portatif destiné à un usage professionnel et ponctuel. Lors de mes dernières sollicitations quant à la conception de ce système, j'ai souvent eu comme conseil d'utiliser un groupe électrogène. Je connais et possède un groupe électrogène. Pour des raisons de confort de travail, je ne souhaite plus en utiliser. Merci de ne pas revenir sur cette décision personnelle.
J'ai établie un cahier des charges pour le système:
- Le système sera une batterie portative (réalisé dans un systainer). Le système doit être compact et le plus léger possible.
- Il sera rechargé en fin de journée après chaque utilisation (autonomie d'une journée maximum)
- Il devra alimenter trois outils différents (soit l'un, soit un autre et jamais deux outils dans la même journée):
- Un outil constitué d'une résistance chauffante d'environs 250w 220v thermostatée connecté à un convertisseur 12v->220v (efficacité estimé à 80% pour 250w) . J'utilise l'outil maximum 5h en continu par jours (avant de rentrer chez moi et de pouvoir recharger le système de batterie). La résistance étant thermostatée, elle se coupe régulièrement. J'ai utilisé un appareil qui mesure les Watts de mon outils: 620w ( mesurés en sortie de convertisseur) en 4h30.
- Une pompe à membrane 12V 20A pour liquide de viscosité élevée (sirop de glucose). Cette pompe a pour but de doser; elle fonctionne donc par intermittences. Elle a un débit minimum (suivant la température du sirop de glucose) de 5L/min et devra distribuer 600L par "tranche" de 2L. Soit une utilisation continue de 2H divisé par "tranche" de 24s.
- Un convertisseur de 1000w et 2000w en crête utilisé au maximum de ça puissance sans limite de temps (je veux dire par là qu'il n'y a aucune importance qu'il puisse tourner 10min ou 10H. Je veux juste pas que la batterie soit détériorée si je branche une meuleuse de 1000w par exemple). Le convertisseur (qui est le même que pour le premier outil) est donné pour 93% d’efficacité maximum. Comme je ne sait pas "où" se situé cette efficacité, je prendrai 20% d'efficacité pour mon dimensionnement.
- Il devra être fiable, sur et adapté à un usage professionnel
- Il devra résisté aux éclaboussure (transport sur un camion plateau par temps de pluie)
- Il devra pouvoir être chargé sur secteur le plus rapidement possible à 100% et en moins de 10H. La batterie ne devra pas être détériorée si le système est laissé branché sur secteur après charge complète.
- En option si possible et si pas trop complexe: la batterie doit pouvoir se charger (occasionnellement) sur l'alternateur d'un véhicule préalablement équipée d'une prise 12v à fort Ampérage. Le branchement doit être rapide, simple et le système ne doit pas vider la batterie de démarrage du véhicule (coupleur/séparateur). La charge de du système doit se faire le plus rapidement possible tout en protégeant l'alternateur de 90A (à vérifier). Pour le moment pas vraiment d'utilité pour cette option mais je préfère l'envisager.
- En terme de budget: 1000€ grand max. Je déciderai de la pertinence de l'investissement dans un second temps donc le moins chère sera bien évidement le mieux.
J'ai pas mal cogité sur le système. Mais je suis pas très alaise avec électricité... C'est pourquoi je demande votre aide pour confirmer ou pas mes conclusion et mes choix dans le dimensionnement.
- Choix de la batterie:
2. Système de recharge secteur:
- Technologie: LiFePo4
-gain de poids et d'encombrement qui facilite la manutention
-cyclage à 80% envisagée
-charge rapide
-durée de vie plutôt bonne
-Tolère des charge <100%
-courant de décharge élevé
-tension stable tout au long de la décharge- Capacité:
-Outil N°1:
courant de décharge: [250w+(250w x20%) ] / 12V = 25A
charge électrique nécessaire: [620w +(620w x20%)] /12V = 62 A soit 62Ah de capacité effective
capacité de la batterie nécessaire pour obtenir une charge électrique de 62Ah à 80% de décharge: 78Ah
-Outils N°2:
courant de décharge: Si je ne me trompe pas, au démarrage la pompe à besoin d'un courant 3x supérieur au courant nominal. Soit 3 x20A =60A. Admettons 20% de perte dans le câblage/connexion: 72A
charge électrique nécessaire: [20A+(20Ax20%)] = 24A soit 24Ah de capacité effective (je ne sais pas comment quantifier la consommation lors des piques d’intensité au démarrage de la pompe. je l'ai négligé, est ce cohérent?)
capacité de la batterie nécessaire pour obtenir une charge électrique de 24Ah à 80% de décharge: 30Ah
-Outil N°3:
courant de décharge: 2000w (en crête) avec 20% d'efficacité (convertisseur) -> [2000w+(2000w x20%) ] / 12V = 200A
charge électrique nécessaire: peut importe étant donné que le temps d'utilisation de mon outil N°3 n'est pas dans le cahier des charges.- Caractéristique de la batterie retenue:
Il me faut donc une batterie LiFePo4 de capacité > 78Ah avec un courant de décharge maximum continue > 200A.
La batterie retenue est donc une LiFePo4 90Ah avec un courant de décharge maximum continue de 3C soit 270A.
Lien vers la batterie: https://www.ev-power.eu/LiFeYPO4-bat...0AH.html?cur=1
La batterie est donnée pour un courant de charge optimal de 45A. Mais au prix du chargeur 45A je préfère me diriger vers un chargeur 20A. La durée de vie de ma batterie sera elle beaucoup influencé en ne suivant pas le courant de charge optimal donné?
Pour calculer le temps de charge: (90Ahx80%)/20A=3.6h soit 3h36min (Ai-je bon?)
Puis-je utiliser mon chargeur comme alimentation secteur de ma pompe 12v 20A?
Lien vers le chargeur retenu:
https://www.ev-power.eu/Chargers-6V-...tml?cur=1#tab1
3. Protection de la batterie et autre:
Je souhaite un système fiable et sans danger. Il me faut donc connaitre les protection nécessaire à la sécurité du système et des utilisateurs.
-en sortie du système (prise 12v) contre une décharge supérieur à 80%: victron battery protect 100A Sur quelle tension minimum doit il être réglé pour une décharge limitée à 80% de la batterie LiFePo4?
-en sortie du système contre une intensité supérieur à 270A : un fusible 300A en 32V peut il être utilisé?
-en entrée du système (prise charge secteur) contre un courant de charge supérieur au courant max de charge de la batterie (donné à 90A): fusible de 90A
4. Couplage à l'alternateur:
Pour le couplage à l'alternateur, je compte utiliser un coupleur/separateur Victron Citrix.
Il y a t-il besoin d'un autre élément pour recharger la batterie via alternateur (gestionnaire de charge)? Faut-il un élément qui puisse assurer une tension constante adapté à ma batterie? Si oui quelle est cette tension?
Mon alternateur est de 90A. Comment le préserver?
j'ai lu qu'il fallait limiter le courant de charge issu de l'alternateur afin de ne pas le fatiguer.Est-ce vrai? Quel élément permet de limiter une intensité (par exemple à 25A)? On m'a dit qu'un fusible peut jouer ce rôle. Comment le dimensionner? 25A simplement?
Dans le cas ou je souhaite utiliser la même prise d'entrée 12v pour le chargeur et le couplage à l'alternateur (l'un ou l'autre), il est possible que deux fusibles soit en série. Comment se comportent deux fusible en série?
5.Prises et connexions:
Afin de faciliter l'utilisation du système, je souhaite utiliser des connexions simple à brancher.
Les deux modèles retenus sont:
Comment estimer le comportement des connexions? Il y a t-il des chutes de tension? vont-ils limiter mon courant et fausser mes dimensionnement?
- Pour la sortie 12v du système: Connecteur de batterie voiture 175A. Lors d'un courant de crête l'intensité peut monter à 200A en sortie du système. Puis-je considérer sans risque que cette hausse d'intensité brève n'altérera pas le connecteur?
- Pour l'entrée 12v du système: Prise type agricole 25A (connexion au chargeur 20A ou bien couplage à l'alternateur).
6.Dimensionnement du câblage: longueurs et section
A venir...
Malgré tous mes efforts, il se peut que la compréhension de mon message ne soit pas claire de part sa longueur ou de sa rédaction ou de son orthographe. Je m'en excuse par avance. Désolé également pour les erreurs d'unité si erreur d'unité il y a.
Je remercie grandement tout ceux et celles qui m'aideront dans ce projet.
Antoine
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Envoyé par Montd'est 
