Les 4 étapes pour dimensionner une batterie Lithium-ion

Vous recherchez une batterie pour votre van aménagé ? Une batterie de vélo électrique ? Dimensionner une batterie Lithium-ion est à votre portée. C’est l’occasion de faire parler votre esprit manuel dans un projet concret. En plus, cette solution peut s’avérer assez économique si vous avez du temps devant vous. Dans cet article, on vous donne les 4 grandes étapes pour dimensionner vous-même une batterie Lithium-ion. Pour cela, on se basera sur un exemple de dimensionnement de batterie de vélo électrique.

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Etape 1 : Etablir votre cahier des charges

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‍Avant de commencer le dimensionnement de votre batterie, il est important de comprendre les besoins de votre projet.
Pour cela, il est important de vous renseigner sur plusieurs paramètres :

• La tension de sortie
• Le courant max
• La capacité souhaitée : elle correspond à l’autonomie souhaitée de votre système.

Dans le cas de notre vélo électrique. Le moteur nécessite une tension de 48 V nominale et un courant maximum de 20 ampères. L’autonomie est à choisir librement en fonction de votre besoin. On cherche une autonomie minimum de 400 Wh ici.

Etape 2 : Choisir sa configuration

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Maintenant que vos besoins sont connus, il est temps de dimensionner votre batterie.
Une batterie, c’est un arrangement particulier de cellules.
Deux configurations sont possibles :

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En parallèle : Cette configuration permet d’additionner les capacités des cellules et ainsi d’augmenter l’autonomie de votre batterie. Ici, c’est un système 1S4P c’est-à-dire 1 cellule en série et 4 cellules en parallèle.

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En série : Cette configuration permet d’additionner les tensions. Vous pourrez obtenir la tension nécessaire à votre projet.  Ici, c’est un système 4S1P c’est-à-dire 4 cellules en série et 1 cellule en parallèle.

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Une combinaison des deux configurations permet d’obtenir une batterie 100% personnalisée.
Dans notre cas, on a besoin d’une tension de 48V et d’un courant de 20A. On choisira donc une configuration 14S4P pour obtenir une tension de 50.4 V, un courant max de 20 A et une capacité de 504 Wh.

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Etape 3 : Choisir le BMS et vos cellules

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‍Le BMS (Battery Management System) permet de gérer la recharge des cellules. Ce système permet de s’assurer que chaque cellule est chargée de la même manière.Pour le choisir, rien de plus facile. Maintenant que vous connaissez la configuration de votre batterie, dans notre exemple 14S4P, il suffit d’acheter le BMS correspondant en ligne. Le BMS doit aussi pouvoir supporter le courant maximum demandé par votre projet.
On branchera ensuite le BMS sur chaque cellule en série.

Pour les cellules, rendez-vous sur le site marchand de votre choix. Il suffit de sélectionner la cellule individuelle qui remplit votre besoin. Pour cela, il faut regarder la datasheet de la cellule.
Vous pouvez choisir les cellules en fonction du prix ou de l’encombrement maximal de votre projet.

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Etape 4 : Assembler votre batterie

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‍Il existe plusieurs techniques d’assemblages disponibles. A vous de choisir la méthode la plus adaptée à vos moyens.

• Assemblage par barre de cuivre : les compétences en soudage sont limitées et il est possible de modifier l’assemblage facilement.
• Assemblage via soudage par point : la manière la plus propre et la plus fiable d’assembler la batterie. Mais aussi la plus coûteuse en moyens techniques.
• Assemblage par fil fusible : c’est un assemblage peu coûteux et nécessitant peu de moyens techniques.

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Vous savez maintenant tout sur le dimensionnement de batterie.
Si vous avez tout de même besoin d’aide, nos étudiants ingénieurs peuvent vous aider à dimensionner une batterie pour votre projet électrique.

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