3. Conception du système et guide de sélection du BMS
Ce chapitre décrit comment la batterie interagit avec le BMS et comment ce dernier interagit avec les consommateurs et les chargeurs afin de protéger la batterie. Ces informations sont essentielles pour concevoir le système et choisir le BMS le mieux adapté au système.
3.1. Nombre maximum de batteries en série, en parallèle ou en configuration série/parallèle
Jusqu’à 20 batteries Lithium Battery Smart de Victron au total peuvent être utilisées dans un système, quel que soit le BMS Victron utilisé. Cela permet de construire des systèmes de stockage d’énergie de 12 V, 24 V et 48 V pouvant atteindre 102 kWh (84 kWh pour un système 12 V), en fonction de la capacité utilisée et du nombre de batteries. Voir le chapitre Installation pour plus de détails sur l’installation.
Consultez le tableau ci-dessous pour voir comment la capacité de stockage maximale peut être atteinte (en utilisant des batteries 12,8 V/330 Ah et 25,6 V/200 Ah à titre d’exemple) :
Tension du système | 12,8 V/330 Ah | Énergie nominale | 25,6 V/200 Ah | Énergie nominale |
|---|---|---|---|---|
12 V | 20 en parallèle | 84 kWh | S.O. | S.O. |
24 V | 20 en 2S10P | 84 kWh | 20 en parallèle | 102 kWh |
48 V | 20 en 4S5P | 84 kWh | 20 en 2S10P | 102 kWh |
3.2. Signaux d’alarme de la batterie et les actions prises par le BMS
La batterie surveille la tension des cellules et sa propre température. Elle envoie un signal d’alarme au BMS si l’une de ces valeurs s’écarte de sa plage normale.
Afin de protéger la batterie, le BMS éteint alors les consommateurs et/ou les chargeurs ou génère une préalarme dès qu'il reçoit le signal approprié de la batterie.
Voici les différents avertissements et alarmes possibles et les actions correspondantes prises par le BMS :
Signal d’alarme de la batterie | Action BMS |
|---|---|
Avertissement de préalarme indiquant une tension basse sur les cellules | Le BMS lance un signal de préalarme |
Alarme indiquant une tension basse sur les cellules | Le BMS éteint les consommateurs |
Alarme indiquant une tension élevée sur les cellules | Le BMS éteint les chargeurs |
Alarme de température de batterie basse | Le BMS éteint les chargeurs |
Alarme de température de batterie élevée | Le BMS éteint les chargeurs |
La batterie communique ces alarmes au BMS à travers ses câbles BMS.
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Le BMS reçoit un signal d’alarme d’une cellule de la batterie
Si le système contient plusieurs batteries, tous les câbles BMS de ces batteries sont raccordés en série. Le premier et le dernier câble BMS sont branchés au BMS.
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Le BMS reçoit un signal d’alarme d’une cellule dans une configuration à batteries multiples
La batterie est équipée de câbles BMS de 50 cm de long. Si ces câbles sont trop courts pour atteindre le BMS, ils peuvent être rallongés à l’aide de câbles de rallonge BMS.
Le BMS peut contrôler les consommateurs et les chargeurs de deux manières :
En envoyant un signal d’allumage/arrêt électrique ou numérique au chargeur ou au consommateur.
En branchant ou en débranchant physiquement un consommateur ou une source de charge depuis la batterie. Soit directement soit en utilisant un relais BatteryProtect ou Cyrix Li-ion.
Tous les types de BMS disponibles pour une batterie au lithium sont basés sur l'une ou l'autre de ces technologies ou sur les deux. Les types de BMS et leurs fonctionnalités sont brièvement décrits dans les chapitres suivants.
 Le BMS envoie un signal marche/arrêt à un consommateur ou à un chargeur |  Le BMS connecte la batterie à un consommateur ou à un chargeur, ou il déconnecte la batterie d’un consommateur ou d’un chargeur |
3.2.1. Le signal de préalarme
Le but de la préalarme est d’avertir l’utilisateur que le BMS est sur le point d’éteindre les consommateurs parce qu’une ou plusieurs cellules ont atteint le seuil de préalarme configurable (via VictronConnect) de sous tension de cellule. Par exemple, vous aimeriez être averti à l’avance que les consommateurs vont être éteints pendant que vous manœuvrez votre bateau ou lorsqu’il fait nuit. Nous vous recommandons de connecter la préalarme à un dispositif d’alarme clairement visible ou audible. Lorsque la préalarme est déclenchée, l’utilisateur peut allumer un chargeur afin d’éviter l’arrêt du système CC.
Comportement de mise sous tension
En cas d’arrêt imminent pour sous-tension, la sortie de préalarme du BMS s’active. Si la tension continue de diminuer, les consommateurs sont éteints (déconnexion de consommateur) et en même temps, la sortie de préalarme est désactivée. Si la tension remonte (l’opérateur a activé un chargeur ou a réduit la charge), la sortie de préalarme se désactive une fois que la tension de cellule la plus basse a dépassé 3,2 V.
Le BMS garantit un délai minimum de 30 secondes entre l’activation de la préalarme et la déconnexion des consommateurs. Ce délai accorde à l’opérateur un minimum de temps pour éviter la coupure.
Veuillez noter que les batteries plus anciennes peuvent ne pas prendre en charge la préalarme.
3.3. Les modèles de BMS
Sept différents modèles de BMS peuvent être utilisés avec la batterie Lithium Battery Smart. La vue d’ensemble ci-dessous explique les différences entre chaque modèle et leur application typique. Reportez-vous également à la vue d’ensemble des BMS pour plus d'informations.
Type de BMS | Tension | Fonctions | Application typique | |
|---|---|---|---|---|
smallBMS | 12, 24 ou 48 V | Contrôle les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux marche/arrêt. Émet un signal de préalarme. Remarque : auparavant le smallBMS était appelé miniBMS. | Petits systèmes sans convertisseur/chargeur. | |
 BMS VE.Bus V2 | 12, 24 ou 48 V | Contrôle un MultiPlus ou Quattro par VE.Bus Contrôle les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux marche/arrêt. Émet un signal de préalarme. Bornes d’allumage/arrêt à distance Port du tableau de commande à distance pour la communication avec un dispositif GX ou DMC pour contrôler l'état de commutation du convertisseur/chargeur (marche/arrêt/chargeur uniquement). Bornes d'entrée et de sortie d'alimentation auxiliaire pour alimenter un dispositif GX. | Systèmes avec convertisseur/chargeur. | |
VE.Bus BMS | 12, 24 ou 48 V | Contrôle un MultiPlus ou Quattro par VE.Bus Contrôle les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux marche/arrêt. Émet un signal de préalarme. | Systèmes avec convertisseur/chargeur. | |
Lynx Smart BMS 500  Lynx Smart BMS 1000 A (M10) | 12, 24 ou 48 V | Disponible en deux versions: 500 A (avec connexions pour barre omnibus M8) et 1 000 A (avec connexions pour barre omnibus M10) Contrôle les charges et les chargeurs avec les signaux marche/arrêt Peut contrôler des convertisseurs/chargeurs, des chargeurs solaires, des chargeur de batterie Orion XS CC-CC et sélectionner des chargeurs CA à travers DVCC Émet un signal de préalarme. Contacteur intégré de 500 A ou 1000 A, utilisé comme mécanisme de sécurité et de repli, et convenant également en tant qu’interrupteur du système principal contrôlable à distance. Contrôleur de batterie Bluetooth Peut se connecter à un dispositif GX à travers VE.Can Marche/arrêt/veille à distance via l'application VictronConnect ou un dispositif GX Installé sur les côtés positif et négatif du système Instant Readout via Bluetooth | Systèmes de plus grande taille avec intégration numérique ou si un relais de sécurité intégré est nécessaire Également les systèmes avec convertisseur/chargeur si un dispositif GX est présent | |
 Smart BMS CL 12/100 | 12 V | Port dédié à l’alternateur de 100 A. Contrôle les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux marche/arrêt. Émet un signal de préalarme. Bluetooth intégré. Installé sur le côté positif du système. | Des systèmes relativement petits avec un alternateur. | |
 Smart BMS 12/200 | 12 V | Port dédié à l’alternateur de 100 A. Port dédié au système CC de 200 A. Contrôle les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux marche/arrêt. Émet un signal de préalarme. Bluetooth intégré. Installé sur le côté positif du système. | Des systèmes relativement petits avec un alternateur ou des consommateurs CC. | |
 BMS 12/200 | 12 V | Port dédié à l’alternateur de 80 A. Port dédié à un chargeur et à un consommateur de 200 A. Installé sur le côté négatif du système. Sachez que dans de nombreux systèmes, cette option n’est pas idéale. | Des systèmes relativement petits avec un alternateur ou des consommateurs CC, mais sans convertisseur/chargeur. Remarque : ce BMS arrive en fin de vie, utilisez à sa place un Smart BMS CL 12/100 ou un Smart BMS 12/200. |
3.3.1. Le smallBMS
Le smallBMS est équipé d’un contact de « déconnexion de consommateur », de « déconnexion de chargeur » et de préalarme.
En cas de tension de cellule basse, le smallBMS enverra un signal de « déconnexion de consommateur » pour éteindre le ou les consommateurs.
Avant d’éteindre le consommateur, il enverra un signal de préalarme indiquant une tension de cellule basse imminente.
En cas de tension de cellule élevée ou de température basse ou élevée de la batterie, le smallBMS enverra un signal de « déconnexion de chargeur » pour éteindre le ou les chargeurs.
Pour plus d’informations, consultez la page produit du smallBMS.
Le smallBMS |  Le smallBMS contrôle les consommateurs et les chargeurs avec des signaux de « déconnexion de consommateur » et « déconnexion de chargeur » |
3.3.2. Le BMS VE.Bus V2
Le BMS VE.Bus V2 est la nouvelle génération du système de gestion de batterie (BMS) VE.Bus. Il est conçu pour s’interfacer avec une batterie Lithium Battery Smart de Victron et la protéger dans les systèmes équipés de convertisseurs ou de convertisseurs/chargeurs Victron dotés de la communication VE.Bus. Il offre de nouvelles fonctionnalités telles que des ports d’entrée et de sortie d’alimentation auxiliaire pour alimenter un dispositif GX, des ports d’allumage/arrêt à distance et la communication avec les dispositifs GX. Il surmonte les limitations de son prédécesseur en permettant de modifier l’état du convertisseur/chargeur à distance, c’est-à-dire par l’intermédiaire d’un dispositif GX ou d’un VE.Bus Smart Dongle.
Tout comme le smallBMS, il dispose également d'une « déconnexion de consommateur », d'une « déconnexion de chargeur » et d'un contact de « préalarme ».
En cas de tension de cellule basse, le BMS VE.Bus V2 enverra un signal de « déconnexion de consommateur » pour éteindre le ou les consommateurs et il désactivera également la conversion du convertisseur/chargeur via la communication VE.Bus.
Avant d’éteindre les consommateurs, il enverra un signal de préalarme pour avertir d’une tension de cellule basse imminente.
En cas de tension élevée sur une cellule ou de température élevée ou basse de la batterie, le BMS VE.Bus V2 enverra un signal de « déconnexion de chargeur » pour éteindre le ou les chargeurs et il éteindra également le chargeur du convertisseur/chargeur.
Un détecteur de secteur et un câble RJ45 UTP court sont livrés avec le BMS VE.Bus V2. Ces accessoires sont nécessaires afin de pouvoir détecter le secteur lorsque le convertisseur/chargeur a été éteint par le BMS.
Note
Le détecteur de secteur n’est pas nécessaire pour les séries de convertisseurs/chargeurs MultiPlus-II ou Quattro-II.
Pour davantage de renseignements, consultez le manuel du BMS VE.Bus V2 disponible sur la page produit du BMS VE.Bus.
 BMS VE.Bus V2, détecteur de secteur pour BMS VE.Bus et câble RJ45 UTP |
Le VE.Bus BMS éteint les consommateurs et les chargeurs avec « déconnexion de consommateur » et « déconnexion de chargeur », et contrôle le convertisseur/chargeur |
3.3.3. Le BMS VE.Bus
Le BMS VE.Bus est utilisé dans un système qui contient également un ou plusieurs convertisseurs/chargeurs de Victron Energy. Il communique directement, via le VE.Bus, avec les convertisseurs/chargeurs. Il dispose également d’un contact de « déconnexion de consommateur » de « déconnexion de chargeur » et de « préalarme ».
En cas de tension de cellule basse, le BMS VE.Bus enverra un signal de « déconnexion de consommateur » pour éteindre le ou les consommateurs et il désactivera également la conversion du convertisseur/chargeur.
Avant d’éteindre les consommateurs, il enverra un signal de préalarme pour avertir d’une tension de cellule basse imminente.
En cas de tension élevée sur une cellule ou de température élevée ou basse de la batterie, le VE.Bus BMS enverra un signal de « déconnexion de chargeur » pour éteindre le ou les chargeurs et il éteindra également le chargeur du convertisseur/chargeur.
Un détecteur de secteur et un câble UTP RJ45 court sont livrés avec le VE.Bus BMS. Ces accessoires sont nécessaires afin de pouvoir détecter le secteur lorsque le convertisseur/chargeur a été éteint par le BMS.
Note
Le détecteur de secteur n’est pas nécessaire pour les séries de convertisseurs/chargeurs MultiPlus-II ou Quattro-II.
Pour davantage de renseignements, consultez le manuel du VE.Bus BMS disponible sur la page produit du VE.Bus BMS.
VE.Bus BMS, détecteur de secteur du VE.Bus BMS et câble RJ45 UTP |
Le VE.Bus BMS désactive les consommateurs et les chargeurs avec « déconnexion de consommateur » et « déconnexion de chargeur », et contrôle le convertisseur/chargeur |
3.3.4. Le Lynx Smart BMS
Le Lynx Smart BMS, disponible en version 500 A (avec une barre omnibus M8) ou 1000 A (avec une barre omnibus M10), est utilisé dans des systèmes de moyenne à grande envergure gérant des consommateurs CC et CA via des convertisseurs ou des convertisseurs/chargeurs, par exemple sur des yachts ou dans des véhicules de loisirs. Ce BMS est équipé d’un contacteur qui déconnecte le système CC, d’un contact de « déconnexion de consommateur », de « déconnexion de chargeur », de « préalarme » et d’un contrôleur de batterie. En outre, il peut être raccordé à un dispositif GX et contrôler un équipement Victron Energy compatible via DVCC.
En cas de tension basse sur une cellule, le Lynx Smart BMS enverra un signal de « déconnexion de consommateur » pour éteindre le ou les consommateurs.
Avant d’éteindre le consommateur, il enverra un signal de préalarme indiquant une tension basse imminente sur la cellule.
En cas de tension élevée sur une cellule ou de température basse ou élevée de la batterie, le BMS enverra un signal de « déconnexion de chargeur » pour éteindre le ou les chargeurs.
Si les batteries sont davantage déchargées (ou surchargées), le contacteur s’ouvrira, ce qui déconnectera effectivement le système CC pour protéger les batteries.
Pour plus d’informations, consultez le manuel du Lynx Smart BMS , qui se trouve sur la page produit du Lynx Smart BMS.
Le Lynx Smart BMS
Le Lynx Smart BMS 1000 A (M10) |
Le Lynx Smart BMS éteindra les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux de « déconnexion de consommateur » et de « déconnexion de chargeur », et il contrôlera le convertisseur/chargeur à travers un dispositif GX. Si la batterie est encore plus déchargée, le BMS débranchera la batterie du système CC. |
3.3.5. Le Smart BMS CL 12/100
Le Smart BMS CL 12/100 est équipé d’un contact de « déconnexion de consommateur », de « déconnexion de chargeur » et de « préalarme ». Il dispose également d’un port dédié à l’alternateur qui limitera le courant de l’alternateur. Il peut être configuré pour plusieurs niveaux de courant allant jusqu’à 100 A
En cas de tension de cellule basse, le Smart BMS CL 12/100 enverra un signal de « déconnexion de consommateur » pour éteindre le ou les consommateurs.
Avant d’éteindre le consommateur, il enverra un signal de préalarme indiquant une tension de cellule basse imminente.
En cas de tension élevée sur une cellule ou de température basse ou élevée de la batterie, le Smart BMS CL 12/100 enverra un signal de « déconnexion de chargeur » pour éteindre le ou les chargeurs.
Le port de l’alternateur contrôle l’alternateur et limite l’intensité du courant.
Pour plus d’informations, consultez la page produit du Smart BMS CL 12/100.
Le Smart BMS CL 12/100 |  Le Smart BMS CL 12/100 éteindra les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux de « déconnexion de consommateur » et « déconnexion de chargeur ». Il contrôle et limite également l’alternateur. |
3.3.6. Le Smart BMS 12/200
Le Smart BMS 12/200 est équipé d’un contact de « déconnexion de consommateur », de « déconnexion de chargeur » et de « préalarme ». Le BMS dispose également d’un port dédié au système et à l’alternateur. Le port Alternateur « limitera le courant » de l’alternateur. Il peut être configuré pour différentes valeurs de courant allant jusqu’à 100 A. Le port dédié au système est utilisé pour raccorder le système CC, et il peut être utilisé aussi bien pour charger que pour décharger la batterie.
En cas de tension de cellule basse, le Smart BMS 12/200 enverra un signal de « déconnexion de consommateur » pour éteindre le ou les consommateurs, et il déconnectera le port System+.
Avant d’éteindre le consommateur, il enverra un signal de préalarme indiquant une tension de cellule basse imminente.
En cas de tension élevée sur une cellule ou de température basse ou élevée de la batterie, le Smart BMS 12/200 enverra un signal de « déconnexion de chargeur » pour éteindre le ou les chargeurs.
Le port de l’alternateur contrôle l’alternateur et limite l’intensité du courant.
Pour plus d’informations, consultez la page produit du Smart BMS 12/200.
 Le Smart BMS 12/200 |  Le Smart BMS 12/100 déconnectera et éteindra les consommateurs et les chargeurs à travers des signaux de « déconnexion de consommateur » et « déconnexion de chargeur ». Il contrôle et limite également l’alternateur. |
3.4. Charge depuis un alternateur
Par rapport aux batteries au plomb, les batteries au lithium ont une résistance interne très faible et acceptent un courant de charge beaucoup plus élevé. Des précautions particulières doivent être prises pour éviter de surcharger l’alternateur :
Vérifiez que la puissance nominale de l’alternateur est au moins deux fois supérieure à celle de la batterie. Par exemple, un alternateur de 400 A peut être connecté en toute sécurité à une batterie de 200 Ah.
Utilisez un alternateur équipé d’un régulateur d’alternateur à température contrôlée. Cela évitera la surchauffe de l’alternateur.
Utilisez un dispositif de limitation de courant comme un chargeur CC-CC ou un convertisseur CC-CC entre l'alternateur et la batterie de démarrage.
Utilisez un BMS disposant d’un port dédié à un alternateur intégrant une fonction de limitation de courant, par exemple le Smart BMS CL 12/200 ou le Smart BMS 12/200.
Pour plus d’informations sur la charge des batteries au lithium avec un alternateur, consultez le blog et la vidéo relative à la charge des batteries au lithium avec un alternateur.
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Charge par un alternateur
3.5. Surveillance de la batterie
Les paramètres les plus courants, par exemple, la tension de la batterie, la température de la batterie et la tension des cellules, peuvent être surveillés via Bluetooth en utilisant l’application VictronConnect. Cependant, la surveillance de l’état de charge n’est pas intégrée à la batterie. Pour surveiller l’état de charge, vous pouvez utiliser un Lynx Smart BMS ou bien ajouter au système un contrôleur de batterie tel que le BMV ou un SmartShunt.
Si vous utilisez un contrôleur de batterie avec une batterie au lithium, réglez les deux paramètres suivants :
Configurez l'efficacité de charge sur 99 %
Configurez l’indice de Peukert sur 1,05.
Pour plus d’informations sur les contrôleurs de batterie, consultez la page produit des contrôleurs de batterie.
Lorsqu’un contrôleur de batterie est intégré au système, la manière dont il est alimenté est importante. Il y a deux options :
|  Le câble d’alimentation du contrôleur de batterie est branché au BMS. |
|  Le câble d’alimentation du contrôleur de batterie est branché à la batterie. |