Les cellules LiFePO4 à tension nominale standard de 3,2 V et les cellules LFP semi-solides ont une Plage de tension du LiFePO4 de De 2,50 V (0 % de niveau de charge) à 3,65 V (100 % de charge complète). Pour un parc de batteries solaires de 16S 48 V (51,2 V nominaux), la plage de tension de fonctionnement est de 40,0 V à 58,4 V, avec une tension de charge solaire quotidienne recommandée pour la charge de masse/d'absorption comprise entre 56,0 V et 56,8 V (3,50 V–3,55 V par cellule) et une tension de maintien comprise entre 53,6 V et 54,0 V (3,35 V–3,38 V par cellule).
Les tableaux ci-dessous indiquent les tensions de l'état de charge (SoC) au repos et les points de consigne de charge MPPT manuelle pour des cellules de 3,2 V, des batteries de 12 V (4S), 24 V (8S), 15S (48,0 V) et 16S (51,2 V).
Tableau complet de la plage de tension et de l'état de charge (SoC) des batteries LiFePO4 (3,2 V / 12 V / 24 V / 48 V / 51,2 V)
Tension en circuit ouvert au repos par rapport à la tension sous charge
Les valeurs indiquées dans le tableau 1 correspondent à la tension en circuit ouvert au repos (OCV), mesurée après que la batterie a été déconnectée de toutes les sources de charge et des charges de l'onduleur pendant au moins 30 minutes à 25 °C (77 °F).
Lorsqu'une batterie est en cours de charge, la tension aux bornes est supérieure de 0,5 V à 2,0 V à la tension en circuit ouvert (OCV) au repos, en fonction du courant de charge. À l'inverse, lors de l'alimentation de charges CA importantes, la tension aux bornes chute en dessous de la tension ouverte en repos (OCV) en raison de l'impédance interne des cellules ($V_{\text{chute}} = I \times R_{\text{interne}}$).
15S (48,0 V) vs 16S (51,2 V) : vérifiez d'abord le nombre de cellules
Sur le marché de l'énergie solaire et des télécommunications en 48 V, deux configurations en série coexistent sous l'appellation " 48 V " :
- 15S (15 cellules en série, tension nominale de 48,0 V) : couramment utilisé dans les baies de télécommunications anciennes et dans certaines batteries de baies de serveurs spécifiques à certaines marques. La tension de charge maximale est de 54,75 V ($3,65\text{V} \times 15$).
- 16S (16 cellules en série, tension nominale de 51,2 V) : configuration standard pour les batteries solaires résidentielles murales, mobiles et destinées aux baies de serveurs, notamment MegSolid'de la gamme de batteries 51,2 V 314 Ah. La tension maximale indiquée dans la fiche technique est de 58,4 V ($3,65\text{V} \times 16$).
Vérifiez sur la plaque signalétique si votre pack est de type 15S ou 16S avant de configurer les paramètres MPPT. L'application de tensions de charge 16S (56,0 V–58,4 V) à une batterie 15S déclenche son BMS via la protection contre les surtensions (OVP), tandis que l'application des paramètres 15S (52,5 V–54,0 V) à un pack 16S entraîne une sous-charge de celui-ci.
Tableau 1 : Tableau des tensions au repos et à l'état de charge (SoC) semi-solide pour les batteries LiFePO4
| État de charge (SoC) | Une seule cellule (3,2 V) | Batterie 12 V (4S / 12,8 V) | Batterie 24 V (8S / 25,6 V) | Batterie 48 V (15S / 48,0 V) | Pack solaire 48 V (16S / 51,2 V) | Zone opérationnelle |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 % (pic de charge) | 3,60 V – 3,65 V | 14,4 V – 14,6 V | 28,8 V – 29,2 V | 54,0 V – 54,75 V | 57,6 V – 58,4 V | Haut du genou (rééquilibrage cellulaire) |
| 100 % (30 min de repos) | 3,40 V | 13,6 V | 27,2 V | 51,0 V | 54,4 V | Véritablement reposé, en pleine forme |
| 90 % de l'état de charge (SoC) | 3,35 V | 13,4 V | 26,8 V | 50,25 V | 53,6 V | Départ sur plateau plat |
| 80 % de charge de la batterie | 3,32 V | 13,28 V | 26,56 V | 49,8 V | 53,1 V | Le vélo au quotidien : comment en tirer le meilleur parti |
| 70 % de charge de la batterie | 3,30 V | 13,20 V | 26,40 V | 49,5 V | 52,8 V | Plateau plat |
| 60 % de charge de la batterie | 3,27 V | 13,08 V | 26,16 V | 49,05 V | 52,3 V | Plateau plat |
| 50 % de l'état de charge (SoC) | 3,26 V | 13,04 V | 26,08 V | 48,9 V | 52,2 V | Valeur nominale médiane |
| 40 % de charge de la batterie | 3,25 V | 13,00 V | 26,00 V | 48,75 V | 52,0 V | Plateau plat |
| 30 % de charge de la batterie | 3,22 V | 12,88 V | 25,76 V | 48,3 V | 51,5 V | Extrémité plate du plateau |
| 20 % de l'état de charge (SoC) | 3,20 V | 12,80 V | 25,60 V | 48,0 V | 51,2 V | Recharge recommandée du réseau/du générateur |
| 10 % de l'état de charge (SoC) | 3,00 V | 12,00 V | 24,00 V | 45,0 V | 48,0 V | Bas du genou (chute rapide) |
| 0 % (seuil BMS) | 2,50 V | 10,00 V | 20,00 V | 37,5 V | 40,0 V | Verrouillage en cas de sous-tension du BMS « dur » |
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Comprendre la courbe de tension plate et pourquoi les batteries LFP semi-solides offrent de meilleures performances
Le plateau de tension compris entre 30 % et 80 %
Contrairement aux batteries au plomb ou aux batteries lithium-ion NMC, dont la tension diminue progressivement de l'état chargé à l'état déchargé, les batteries au lithium-fer-phosphate présentent une réaction électrochimique en deux phases qui génère une courbe de décharge plate entre 30 % et 80 % de l'état de charge (SoC).
Dans la colonne 16S (51,2 V) du tableau 1, la tension au repos comprise entre 80 % de SoC (53,1 V) et 30 % de SoC (51,5 V) ne varie que de 1,6 V sur l'ensemble du pack (0,10 V par cellule). Étant donné qu’un courant de charge modeste ou une variation de la température ambiante fait varier la tension aux bornes de 0,5 V à 1,0 V, un onduleur fonctionnant en mode de tension de base pour batteries au plomb-acide ne peut pas lire de manière fiable l’état de charge (SoC) des batteries LiFePO₄ dans la plage intermédiaire de SoC. Un suivi précis de l’état de charge nécessite un système de gestion de batterie (BMS) qui compte les coulombs (en intégrant le courant en fonction du temps, $\int I , dt$) et se recalibre lorsque le pack atteint le point d’inflexion supérieur de la tension.
LiFePO4 liquide standard vs LFP hybride à l'état solide de 51,2 V
Les batteries LFP à électrolyte liquide classiques se heurtent souvent à deux contraintes pratiques : une chute de tension aux bornes lors des démarrages de moteurs à fort courant d'appel, et des exigences plus strictes en matière de sécurité incendie en intérieur.
MegSolid's MEGA-512314FL1 Batterie hybride à semi-conducteurs de 51,2 V et 314 Ah (16,07 kWh) répond à ces deux enjeux grâce à la conception de ses cellules semi-solides LiFePO₄ :
- Faible impédance interne ($\le 15\text{ m}\Omega$) et intensité nominale continue de 200 A : le démarrage d’une pompe de puits submersible de 240 V, d’un compresseur de climatiseur ou d’un moteur d’atelier entraîne un courant d’appel bref de 3 à 6 fois supérieur à l’intensité nominale de l’onduleur. Sur les batteries à haute résistance, cette surtension fait chuter la tension aux bornes en dessous du seuil de coupure basse tension de l’onduleur (par exemple, 48,0 V), même à 30 % de l’état de charge (SoC). Avec une impédance interne $\le 15\text{ m}\Omega$ et une capacité nominale de charge/décharge en continu de 200 A (plus de 10 kW à partir d’une seule unité de 16,07 kWh), l’interface des cellules semi-solides maintient la tension aux bornes stable lors des démarrages de moteur.
- Durée de vie de 8 000 cycles et stabilité thermique : l'immobilisation de l'électrolyte dans une matrice semi-solide empêche les fuites de liquide, réduit le risque d'emballement thermique et permet d'atteindre 8 000 cycles à 80 % de profondeur de décharge (DoD) dans une plage de fonctionnement comprise entre 43,2 V et 57,6 V.
Pour les installations résidentielles et commerciales de petite envergure nécessitant une capacité élevée de protection contre les surtensions, consultez notre gamme complète de Batteries semi-solides de 48 V (51,2 V) destinées au stockage d'énergie domestique.
Réglages de la tension de charge du LiFePO4 : explication des phases de charge rapide, d'absorption et d'entretien
Pourquoi la charge solaire quotidienne vise une tension comprise entre 3,50 V et 3,55 V par cellule plutôt que 3,65 V ?
Les fiches techniques des cellules indiquent une tension maximale de 3,65 V par cellule (58,4 V pour un pack 16S). Lors des installations sur site, les ingénieurs solaires programment quotidiennement la tension de charge (Bulk) / Absorption à des valeurs inférieures, comprises entre 56,0 V et 56,8 V (3,50 V à 3,55 V par cellule), ou jusqu’à la valeur nominale de 57,6 V (3,60 V par cellule) indiquée dans la fiche technique du MEGA-512314FL1.
En fixant la tension d'absorption quotidienne entre 3,50 V et 3,55 V par cellule, on évite deux problèmes courants :
- Déclenchements intempestifs de la protection contre les surtensions des cellules (COVP) du BMS : les cellules LiFePO₄ atteignent environ 99 % de leur état de charge entre 3,45 V et 3,50 V. Au-delà de 3,50 V, la tension des cellules augmente fortement. Comme les cellules montées en série n’ont jamais une résistance interne ni un état de charge identiques, le fait de pousser un pack 16S à 58,4 V fait souvent passer la cellule la plus chargée au-delà de 3,65 V, tandis que les 15 autres cellules restent proches de 3,58 V. Lorsque cette cellule dépasse 3,65 V, le BMS ouvre ses MOSFET de charge, ce qui provoque un pic de tension sur le bus MPPT et déclenche un défaut de l’onduleur.
- Réduction de la durée d'équilibrage et de la contrainte sur la cathode : Le fait de maintenir l'absorption entre 56,0 V et 56,8 V pendant 15 à 30 minutes permet de garder les 16 cellules dans la partie supérieure de la courbe suffisamment longtemps pour que le système d'équilibrage du BMS puisse égaliser les tensions des cellules sans se déclencher, ce qui permet d'atteindre 6 000 à plus de 8 000 cycles.
Tableau 2 : Réglages recommandés pour la tension de charge du LiFePO4 (onduleur manuel / mode MPPT)
| Paramètres de recharge | Une seule cellule (3,2 V) | Système 12 V (4S) | Système 24 V (8S) | Système 48 V (15S) | Système solaire 48 V / 51,2 V (16S) |
|---|---|---|---|---|---|
| Tension de masse / d'absorption (valeur maximale selon la fiche technique) | 3,65 V | 14,6 V | 29,2 V | 54,7 V | 57,6 V – 58,4 V |
| Apport global / Absorption (apport quotidien recommandé) | 3,50 V – 3,55 V | 14,0 V – 14,2 V | 28,0 V – 28,4 V | 52,5 V – 53,2 V | 56,0 V – 56,8 V |
| Tension de flottement | 3,35 V – 3,38 V | 13,4 V – 13,5 V | 26,8 V – 27,0 V | 50,2 V – 50,7 V | 53,6 V – 54,0 V |
| Tension d'égalisation | DÉSACTIVER (Désactivé) | DÉSACTIVER (0 V) | DÉSACTIVER (0 V) | DÉSACTIVER (0 V) | DÉSACTIVER (Ne jamais égaliser le LFP) |
| Temps d'absorption / Courant résiduel | 15 à 30 minutes (0,05 $C$) | 15 à 30 minutes | 15 à 30 minutes | 15 à 30 minutes | 15 à 30 minutes (ou une queue de 2A à 5A) |
| Compensation de température | $0\text{ mV}/^\circ\text{C}$ (désactivé) | $0\text{ mV}/^\circ\text{C}$ | $0\text{ mV}/^\circ\text{C}$ | $0\text{ mV}/^\circ\text{C}$ | $0\text{ mV}/^\circ\text{C}$ (Désactiver) |
| Seuil de coupure de basse tension recommandé (onduleur) | 3,00 V – 3,10 V | 12,0 V – 12,4 V | 24,0 V – 24,8 V | 45,0 V – 46,5 V | 48,0 V – 49,6 V (10 %–15 % de niveau de charge) |
Recharge des batteries à l'énergie solaire : configuration de votre onduleur hybride 48 V et de votre MPPT
Profil de charge solaire CC/CV en deux phases (+ maintien en charge solaire)
Lors de la recharge de batteries à l'énergie solaire via un onduleur hybride de 48 V ou un régulateur MPPT autonome, le chargeur effectue un cycle à courant constant / tension constante (CC/CV) :
- Étape 1 (charge en masse / courant constant) : du matin jusqu’à midi, le MPPT solaire fournit le courant maximal disponible (de 0,2 C à 0,5 C, soit de 60 Aà 150 A pour un pack de 314 Ah, dans la limite de l'intensité nominale de 200 A du MEGA-512314FL1) jusqu'à ce que la tension aux bornes atteigne le point de consigne d'absorption (56,0 V à 56,8 V).
- Étape 2 (Absorption / Tension constante) : Le MPPT maintient la tension à 56,0 Và 56,8 V pendant 15 à 30 minutes, tandis que le courant de charge diminue jusqu’à une valeur inférieure à $0,05\text{C}$ (ou $0,01\text{C}$ lors des tests à pleine capacité), ce qui laisse au BMS le temps d’équilibrer les 16 cellules.
- Étape 3 (maintien, 53,6 V – 54,0 V) : bien que les batteries LFP déconnectées et stockées n’aient pas besoin d’une charge de maintien, un système d’onduleur solaire actif nécessite une étape de maintien réglée entre 53,6 V et 54,0 V, juste au-dessus du plateau de repos à 100 %. Le maintien de la charge d'entretien à 53,8 V permet au MPPT solaire d'alimenter les charges CA du foyer via le bus CC tout l'après-midi, tout en conservant la batterie à pleine charge pour le coucher du soleil, sans provoquer de microcycles au niveau des cellules ni les maintenir à 56,8 V pendant des heures.
Trois réglages qui endommagent les batteries solaires LiFePO4
- Si l'égalisation des batteries au plomb-acide reste activée : les profils de charge des batteries au plomb-acide font monter la tension au-delà de 60 V–62 V afin de désulfater les plaques de plomb. Sur une batterie LiFePO₄ de type 16S, une impulsion d’égalisation de 60 V déclenche le verrouillage de surtension du BMS et peut endommager les MOSFET si elle se répète. Réglez l’égalisation sur « Désactivée » / 0 minute (ou réglez la tension d’égalisation à une valeur égale à la tension de charge si le micrologiciel de l’onduleur ne permet pas la valeur zéro).
- Activation de la compensation de température : les chargeurs pour batteries au plomb augmentent la tension de charge de $-3\text{ à }-5\text{ mV}/^\circ\text{C}/\text{cellule}$ par temps froid. Sur un banc de batteries au lithium de 48 V à $5^\circ\text{C}$, une sonde de température pour batteries au plomb-acide fait grimper la tension de charge de près de 2 V au-dessus de la valeur programmée, ce qui provoque des déclenchements COVP. Réglez la compensation de température sur $0\text{ mV}/^\circ\text{C}$ et débranchez les sondes de température pour batteries au plomb lorsque vous utilisez le mode de tension manuel.
- Charge en dessous de $0^\circ\text{C}$ ($32^\circ\text{F}$) sans protection thermique : alors que les batteries LFP semi-solides MegSolid 51,2 V se déchargent jusqu'à $-20^\circ\text{C}$ ($-4^\circ\text{F}$), la charge d’une anode LFP en dessous de $0^\circ\text{C}$ provoque un dépôt de lithium métallique à la surface du graphite et une perte de capacité irréversible. Le BMS de MegSolid impose une plage de charge comprise entre $0^\circ\text{C}$ et $45^\circ\text{C}$.
Boucle fermée ou boucle ouverte : pourquoi les batteries intelligentes de 51,2 V permettent d'éviter les approximations de tension
La programmation manuelle des modes " Bulk ", « Absorption », « Float » et « Coupure en cas de basse tension » dans le « Mode en boucle ouverte défini par l'utilisateur (USE) en boucle ouverte » fonctionne avec les anciens onduleurs, mais présente deux inconvénients : l’onduleur se base sur la tension aux bornes pour estimer le taux de charge (SoC), et il ne peut pas ajuster le courant de charge si une seule cellule s’échauffe ou présente un déséquilibre.
moderne Batteries domestiques intelligentes de 51,2 V avec configuration automatique via CANbus et RS485 fonctionner en mode de communication en boucle fermée :
- Raccordez un câble de communication RJ45 standard entre le port CAN ou RS485 de la batterie et votre onduleur hybride (y compris celui de MegSolid) Onduleur hybride monophasé de 3 à 6 kW et Onduleur hybride triphasé de 30 à 50 kW, ainsi que les protocoles courants utilisés par Deye, Victron, Growatt, Sol-Ark, Luxpower et GoodWe).
- Le BMS de la batterie fait office de contrôleur principal : toutes les secondes, il transmet à l'onduleur, en temps réel, le niveau de charge (SoC) calculé en coulombs (0 % à 100 %), l'état de santé (SoH), les limites exactes de tension de charge ainsi que les limites de courant de charge et de décharge.
Gamme phare de batteries MegSolid 51,2 V (16S)
| Modèle | Chimie et format | Capacité nominale et énergie | Tension et courant de fonctionnement | Durée de vie et évolutivité parallèle |
|---|---|---|---|---|
| MEGA-512314FL1 | LiFePO4 semi-solide 51,2 V (bloc fixe en tôle, IP21/IP65) | 314 Ah / 16,07 kWh | 43,2 V – 57,6 V · 200 A en charge / 200 A en décharge ($\le 15\text{ m}\Omega$) | 8 000 cycles (profondeur de décharge de 80 %) · RS485 / RS232 / CAN + Wi-Fi/BT en option |
| MEGA-512314 Mobile | Batterie LFP monobloc de 51,2 V (bloc sur pied à roulettes, IP21) | 314 Ah / 16,076 kWh | 40,0 V – 58,4 V · 200 A en charge / 200 A en décharge | $\ge 6 000$ cycles · Mise en parallèle jusqu'à 6 unités (96,4 kWh) · RS485 / CAN / RS232 |
FAQ
Les batteries semi-solides de 48 V utilisent-elles les mêmes tensions de charge que les batteries LiFePO4 standard ?
Elles partagent la tension nominale de cellule LFP, mais la tension de charge maximale et la plage de fonctionnement exactes varient selon le modèle. Le modèle MEG-Solid-512314FL1 est spécifié avec une tension de charge de 57,6 V et une plage de fonctionnement comprise entre 43,2 V et 57,6 V. Ne partez pas du principe que tous les packs 16S acceptent une tension de 58,4 V.
Comment puis-je savoir si ma batterie de 48 V est de type 15S ou 16S ?
Vérifiez la plaque signalétique de la batterie et la fiche technique correspondante pour connaître le nombre de cellules en série et la tension nominale. Un pack LFP 15S a une tension nominale de 48,0 V ; un pack 16S a une tension nominale de 51,2 V. Ne choisissez jamais les réglages MPPT en vous basant uniquement sur la mention informelle “ 48 V ”.
Pourquoi la tension est-elle un indicateur peu fiable de l'état de charge (SoC) entre 30 % et 80 % ?
La tension de décharge des batteries LFP présente un plateau relativement stable sur une grande partie de la plage intermédiaire de l'état de charge (SoC). Le courant de charge et la température influencent également la tension aux bornes. Un système de gestion de batterie (BMS) utilisant l'intégration du courant et la surveillance des cellules fournit une estimation de l'état de charge (SoC) plus fiable qu'un simple tableau de tensions d'onduleur.
Quelle tension de charge ou d'absorption dois-je utiliser pour une batterie 16S de 51,2 V ?
Le guide indique une plage de 56,0 V à 56,8 V comme objectif quotidien type pour une configuration générique 16S LFP. La fiche technique du produit MEG-Solid-512314FL1 indique une tension de charge de 57,6 V. Vérifiez la valeur de consigne approuvée et la durée d'absorption en vous référant aux manuels spécifiques de la batterie et de l'onduleur avant la mise en service.
Quelle tension de maintien dois-je utiliser pour une batterie solaire LiFePO4 de 48 V ?
Le guide indique que la plage de tension de maintien typique d'un système 16S se situe entre 53,6 V et 54,0 V. Certaines combinaisons de batteries et d'onduleurs utilisent une logique de maintien différente ou permettent de désactiver le mode de maintien. Respectez le profil recommandé par le fabricant de la batterie et évitez de maintenir le bloc de batteries à une tension d'absorption élevée sans raison valable.
Quelles fonctions d'un chargeur pour batteries au plomb doivent être désactivées pour les batteries LiFePO4 ?
Désactivez l'égalisation des batteries au plomb et n'appliquez pas de courbe de compensation de température pour les batteries au plomb, sauf si le fabricant de la batterie l'exige expressément. En mode manuel, vérifiez que la compensation de température est désactivée et assurez-vous que le régulateur ne peut pas émettre d'impulsion d'égalisation à haute tension.
Puis-je recharger une batterie semi-solide MegSolid de 51,2 V à une température inférieure à 0 °C ?
Non. La fiche technique du MEG-Solid-512314FL1 indique une plage de température de charge comprise entre 0 °C et 45 °C. Sa plage de décharge indiquée s'étend de −20 °C à 60 °C. Les limites de charge et de décharge sont différentes et ne doivent pas être confondues.
Que doit vérifier un installateur sud-africain avant de mettre en service un onduleur LiFePO4 de 48 V ?
Vérifiez si la batterie est de type 15S ou 16S, respectez les limites de tension spécifiques au modèle, vérifiez la compatibilité CAN ou RS485 lorsqu'un contrôle en boucle fermée est requis, et vérifiez les exigences locales applicables en matière d'installation et de services publics. Ce guide ne définit pas de profil de tension spécifique à l'Afrique du Sud.
Que doit vérifier un acheteur australien lorsqu'il choisit une batterie de 51,2 V adaptée à un onduleur solaire ?
Vérifiez la tension de charge homologuée de la batterie, la plage de tension de la batterie de l'onduleur, le courant de charge maximal, le protocole de communication du BMS ainsi que toutes les homologations électriques locales requises. Le pays n'influe pas sur le nombre de cellules du pack ni sur les limites de tension fixées par le fabricant.
Les températures élevées en Arabie saoudite ont-elles une incidence sur le tableau des tensions du LiFePO4 48 V ?
La tension nominale des cellules reste inchangée, mais la température de fonctionnement peut avoir une incidence sur la puissance disponible, l'autorisation de charge et la durée de vie de la batterie. Vérifiez les limites de température précises du produit, les conditions d'installation et les exigences de déclassement de l'onduleur. Ce guide ne fournit pas de réglage de tension spécifique à l'Arabie saoudite.
Téléchargez la fiche technique de votre batterie solaire 48 V et le guide d'installation de l'onduleur
Vous avez besoin d'aide pour adapter un parc de batteries semi-solides de 51,2 V à votre onduleur solaire ou pour dimensionner un projet résidentiel ou de petite envergure dans le secteur commercial ? Contacter l'équipe technique de MegSolid pour demander nos fiches techniques sur la batterie hybride à semi-conducteurs de 51,2 V et 314 Ah, le guide de brochage CAN/RS485 de l'onduleur et nos tarifs de gros, ou pour découvrir notre gamme complète de systèmes de stockage d'énergie à l'état solide.