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Construire ses batteries domestiques

Le Prototype « BattMobile002 »
Le prototype 2 ressemblera fort au #1, sauf par sa capacité portée à 5 kWh. Le boîtier est  basé sur la servante Stanley Quicklink 3-in-1 constituée de 3 box empilables (41x51x75cm, axe de roues et poignée téléscopique en acier).


Le batterie de 48 volts et 5 kWh pèse 26 kg. La puissance de sortie est de 2000watts en 220 volts.


2 Modules LGChem6S2P 24 volts 3,86 kWh montés en série

Le poids de ces deux modules est de 26 kg. Avec la servante et l'électronique, on arrive à 40 kg environ pour l'ensemble de l'appareil. Les BMS intégrés aux modules sont contrôlés par une BMS Master de WDRAutomatisering ( réf. CMC dTPL BBMS). Pour compléter la liste des composants principaux, nous ajoutons un onduleur 220 volts capable de sortir 2000 watts en continu et un chargeur secteur (un chargeur solaire en option est prévu).


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Prix de revient : 2000 € tout compris


Comme on le verra ci-dessous, l'ensemble des composants revient à environ 2000€ auquels il convient d'ajouter une trentaine d'heures de main d'oeuvre pour le bricoleur averti qui construit sa première batterie.


Le schéma général


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Le câblage de partie "contrôle digital" est détaillé ci-dessous. Le contrôleur de batterie de la voiture d'origine est remplacé par un boîtier "CMC dTPL BBMS" équipé du logiciel adéquat. Les paramètres se contrôlent à partir d'un PC que l'on peut connecteur aisément en USB avec un interface BUSMUST-CAN (80€ environ). Les données passent par une prise DB9. Le boîtier CMC doit être alimenté en 12 volts. Il gére les batteries par un bus CAN (une paire de fils torsadés qui le relie aux deux modules) et il contrôle un relais qui interdit la charge ou la décharge de la batterie si celle-ci est en défaut, que ce soit pour cause de surcharge, de décharge trop importante, de température trop haute ou trop basse, ou de toute autre erreur.

Un relais de protection pour protéger la charge

Dans le schéma ci-dessus, on voit deux poussoirs et un relais d'auto-maintien. Ils permettent d'empêcher la charge en cas d'erreur ou d'alarme. En option, on pourrait ajouter un poussoir (NO) pour relancer la charge en bypassant le relais dans le cas où la batterie est trop déchargée pour démarrer le CMC.


BattMobile-02-Schema-P3-20240203


Extension possible à plus de 80 kWh et 400 kg

On voit que le schéma comporte l'option d'ajouter des modules. Une chaîne de modules peut comporter jusqu'à 15 modules. Et le contrôleur CMC supporte deux chaînes de 15 modules. La capacité de l'appareil pourrait donc monter à 30x2,86 kWh, soit 86kWh. Évidemment, dans ce cas on ne parle plus d'une batterie mobile vu son poids (30 modules de 13 kg, ca pèse 400 kg...).


Pour rester en 48 volts, les modules supplémentaires doivent être câblés en série deux par deux et chaque groupe de 2 modules doît être mis en parallèle aux modules en place.

Ce qui est intéressant, c'est que le seul surcoût de l'option "grosse batterie", c'est l'achat de modules supplémentaires - et d'une grande armoire solide pour les ranger. Un simple calcul nous amène à un prix de revient de 12000€ environ pour une batterie de plus de 80 kWh !


Pour plus de détails, voir l'article "Construire sa propre BattHome 40 kWh 48v".


Liste des composants nécessaires


Éléments principaux (est.1725€)


Éléments principaux

Prix (€)

Remarque

2 modules LGCHEM 6S2P 2,8 kWh (Li-ion NMC 6S 24V)

700

Chez Watt4Ever, 13 kg chacun
(prix pour 2 pièces)

Onduleur 48V-220V (2000 à 4000 watts (peak)

150-200

Aliexpress
dépendant de la puissance

Chargeur Li-ion 12S (50,4V 6A ou plus)

60-120

Aliexpress
dépendant de l’intensité 6/10/15 A

1 BMS CMC dTPL BBMS avec connecteurs

600

De WDRAutomatisering

1 module de connection Canbus-USB

100

De WDRAutomatisering

Connecteurs entre BMS et modules

15

De WDRAutomatisering ou Watt4Ever


Kit petit matériel BattManiak (est. 75€)


Kit BattManiak

Prix (€)

Remarque

Origine chinoise

 

Variantes possibles

Voltmètre-jauge de batterie

9,0

 

Poussoirs de démarrage du chargeur ( 2 pc.)

4,0

 

Prise allume-cigare 12V dia. 2,5 cm

3,0

 

Prise USB double sur alim 12V dia. 2,5 cm

4,0

 

Relais HH64P 12V 4PDT (4 inverseurs)  ( 2 pc.)

6,0

 

Embase PTF14A pour le relais 12V

2,0

 

Coupe-circuit batterie 240A

8,5

 

Fusible 200A (5cm)

2,5

 

Porte-fusible 200A

4,5

 

Fusible ANS-8 type U 20A (2,5 cm)

2,0

 

Porte-fusible ANS-H1 type U 20A

2,5

 

Disjoncteur IB-1 220V 15A avec étanchéité

1,5

 

Convertisseur DC-DC 48V-12V 15A non isolé

16

‘isolation possible en option

Témoin LED vert ou rouge  12V dia. 12mm

1,5

 

Témoin LED vert ou rouge  220V dia. 22mm

2,5

 

Interrupteur On-Off cap. étanche

2,0

 

Interrupteur chargeur cap. Étanche (option)

2,0

 

Plaque polycarbonate pour tableau de bord ép.5mm

2,0

 Dimensions 300x500mm

Boîte de dérivation pour le câblage (2 pc.)

10,0



Petit matériel courant (est. 100€)


Petit matériel courant

Prix (€)

Remarque

Trouvé en magasin de bricolage ( HUBO par exemple)

 

 

Prise de courant profile étanche avec terre

8,69

2 pièces

Chariot servante Stanley Quicklink 3-en-1

84,99

Prix promo temporaire

Renson grille alu estampée 200x100mm

4,79

À couper en 2 pour faire les 2 grilles d’aération in et out.


Autres composants nécessaires (est. 100€)


2 busbars faits maison (5 trous de 6mm chacun)

 

En cuivre 20 mm2 minimum

Bois, polycarbonate ou métal pour la structure

 

 

Câblage, cosses, visserie

 

 

Gaine thermorétractable

 

 


Option chargeur solaire (500 à 600€)


1 MPPT ESmart3 avec Bluetooth et Wifi 48V 40 A

130,00

Aliexpress/CZZC store

4 Connecteurs MC4

12,00

 

2 Panneaux PV 360 watts

242,00

Longi Solar mono (ou équivalent) chez EtronixCenter Eindhoven (0% TVA)

2 connecteurs Anderson rouge

10,00

 

2 interrupteurs (options sur schéma #1)

4,00

 

Quincaillerie de montage pour fixation des panneaux

100,00

Rails, clames, supports


Outillage nécessaire


Outils électriques usuels (foreuse, scie sauteuse, etc..)

 

 

Pince(s) à sertir

 

 

Multimètre avec fonction ampèremètre 100 A

 

 

Fer à souder 100 watts

 

 


Fabrication du tableau de bord

Le tableau de bord est visible quand on ouvre le couvercle supérieur du chariot.


Éléments visibles du tableau de bord (face supérieure)

Dimensions

Remarques

Afficheur voltage et état de charge

37x58 mm

 

Prise DB9 pour PC

30x15mm

 

Coupe-circuit général

70x70mm

Ou Dia. 50mm si montage par en-dessous (H

Poussoir démarrage de charge

Dia. 22 mm

 

Disjoncteur 220 V

Dia. 10 mm

 

Voyant 12 V

Dia. 12 mm

 

Voyant 220 V

Dia. 22 mm

 

Prise USB

Dia. 28 mm

 

Interrupteur On/Off

Dia. 12 mm

 

Interrupteur chargeur (option)

Dia. 12 mm

 

Interrupteur onduleur (option)

Dia. 12 mm

 

Prises 220V

84x72mm

H45mm (+ couvercle éventuel)
Peuvent aussi être ailleurs sur le boîtier


Éléments fixés sous le tableau de bord (face inférieure)

Dimensions

Remarques

Boîte de dérivation 220V

110x110mm

H 45mm

Boîte de dérivation 12V

110x110mm

H 45mm

Relais avec son support

23x70mm

H 50mm

Porte-fusible 200A 48V

40x80mm

H 45mm

Porte-fusible 20A 12V

?

 

Busbar +

20x90mm

H 40mm

Busbar -

20x90mm

H 40mm

Convertisseur DC-DC 48V-12V

75x75mm

H 30mm

 

 

 


Éléments logés dans le bas du boîtier

Dimensions

Remarques

2 Modules Taycan

390x130mm

H110mm 13 kg

BMS Master CMC dTPL BBMS

130x150mm

H40 mm

Onduleur

 

 

Chargeur

 

 

Prises 220 V (si pas sur tableau de bord)

 

voir détails ci-dessus

Boulon prise de terre + écrou papillon

M8

Cuivre ou galva, avec contre-écrou

Prise Anderson pour chargeur solaire (en option)

 

Anderson rouge pour 48V

2 Grilles de ventilation

150x150mm

 


La tableau de bord est fabriqué à partir d'une plaque de plastique de récupération (Lexan de 5mm d'épaisseur).


Sertissage du connecteur sur le CMC


Il faut de la prudence lors du sertissage des fils dans le connecteur étanche du CMC. Après avoir délicatement déclipsé la grille noire et le presse-étoupe en silicone orange, il faut faire passer les fils à travers ces deux éléments AVANT de sertir les pins. Les positions sont repérées avec les lettres A, B et C et les chiffres de 1 à 8 (en très petits caractères moulés dans le plastique du connecteur).

Ci-dessous à gauche le connecteur démonté et le CMC en arrière-plan. À droite, on voit un fil placé en position A2 qui traverse les deux grilles et est prêt pour le sertissage. Les broches serties doivent être clipsées bien à fond dans leur logement avant de réassembler le connecteur.

On notera aussi le verrou violet qui bloque le connecteur en place sur le CMC. Les fils "data" peuvent être de calibre AWG30, mais ceux de l'alimentation et des relais dovent être au moins de calibre AWG24 (0,2 mm2).
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En apprendre davantage sur les connecteurs automobiles et comment les démonter est souvent utile.  Un cours vidéo sur ce sujet est dsponible chez Haltech (A la minute 8:30, on explique les connecteurs Delphi auquel ressemble celui du CMC) : https://youtu.be/Vt_rAIKPlWA?t=522.


La construction mécanique

Le boîtier Stanley est muni d'un fond en bois pour caler en place les deux modules de 13 kg chacun.

À suivre...

Bientôt, vous trouverez ici des photos de l'avancement des travaux....

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