Vélo électrique: diagnostic d'une batterie Lithium-Ion 24V

[Remundo]

Comment est rechargée une batterie de voiture au lithium qui comprend des dizaines d'élements en série et parallèle ? Quelqu'un sait?

Salut Christophe,

Tu as mis le doigt dessus, on est en plein dedans.

Je ne sais pas comment sont faits les BMS des constructeurs automobiles, leur stratégie, leur performance.

Mais le fait qu'ils ne veulent pas donner les batteries en pleine propriété doublé de coûteux contrats d'entretien me laissent songeur sur leur "maîtrise" du sujet.

Je manipule 2 gros packs LiFePO4 (4kWh x 2) depuis maintenant 8 mois. Le BMS est un peu mou, mais ça fonctionne ; et surtout, c'est un "métier".

ça fonctionne d'autant mieux que ce pack se décharge à courant constant, réglé aux petits oignons par le fabricant, tout comme la charge.

Alors que le NiCad, on tape dedans brutalement, et jamais on ne s'en occupe hormis les mises en eau, qui même si elles ne sont pas faites, ne flinguent pas les accus sur le champ.

[Christophe]

Remundo je pense sérieusement que tu devrais ouvrir un nouveau sujet pour pointer du doigt ce (gros) problème de l'absence possible de frein moteur sur une voiture électrique (sauf si il y a effectivement un espèce de Telma?).

Même remarque sur la gestion du BMS de charge / décharge / regénération (si des infos sont trouvables facilement?); un nouveau sujet serait le bienvenu...

Déjà je ne sais pas comment ils font pour charger individuellement des éléments branchés en série...

Si on charge N et N+1 en même temps il y a court jus
Si on charge N et N+2 en même temps il y a inversion de la polarité sur N+1
Pour éviter ceci, il faut charger N et N+3 (en séquentiel) ou alors on charge le tout en séquentiel 1 élément par 1...

Reste à savoir ce qu'est un élément N ? L'idéal serait du 3.6V, comme ca on maitrise tout et pas de déséquilibre possible mais vu la complexité que cela demanderait, je ne sais pas si c'est cette solution qui est retenue...

[Remundo]

Salut Christophe,

Pour le sujet hybridation des accus, je m'exprime entre autres sur cette page.

Pour les BMS (Batteries Managing System [Système de gestion des batteries]) sont de différentes sortes.

N'ayant pas accès à des infos constructeurs fiables, ce sera dur de faire un sujet qui se tient, si ce n'est de signaler le problème d'équilibrage, ou d'absence de freinage régénératif avec du Lithium chargé à 100%...

Les 2 méthodes BMS :
- Il y en a qui commutent les batteries les unes avec les autres en courant continu régulé, l'idée étant de décharger les fortes dans les faibles et de s'arrêter lorsque le delta de tension atteint un seuil faible et préderminé.
- Il y en a d'autres qui utilisent une capacité C (en Farad) qui "prend" la tension d'une batterie forte, se charge une énergie en 1/2 CU², et va se décharger sur une batterie faible. Cela permet un transfert d'énergie de l'ordre de C/2 (Ub²-Ua²) où b est la batterie forte et a la batterie faible (calcul valable en négligeant les pertes et la petite variation de tension de batterie).

Tout ça est contrôlé par des processeurs/électronique préprogrammés avec un algorithme. D'ailleurs, cet algorithme est stratégique sur les performances du BMS et la longévité du pack.

Je ne suis pas un cador en BMS, juste un utilisateur attentif.

Une fois qu'un pack Lithium est équilibré, charger en série n'est pas très gênant.

Malheureusement, le pack dérive toujours un peu, et le BMS ne suit pas toujours. Au bout de quelques cycles, on trouve des batteries faibles, d'autres fortes, voire très fortes : celles-ci doivent être écrêtées manuellement : décharge douce dans une loupiotte pouvant durer plusieurs heures jusqu'à retrouver une tension plus basse...

Bien retenir 2 règles :
1) Avoir une seule batterie forte dans un pack série empêche de charger toutes les autres qui sont encore faibles
2) Avoir une seule batterie faible dans un pack série empêche dé décharger celles qui sont encore fortes.

Lorsque vous avez des seuils de destruction irréversible pour les accus (et pas des seuils de fonctionnement dégradé réversible), vous comprenez l'ampleur du problème.

Et j'ajoute qu'en NiCad, il n'y a aucun BMS. Juste des surcharges périodiques (environ une sur 10) qui égalisent tout le monde. Et ça c'est cool !

[Christophe]

Malheureusement, le pack dérive toujours un peu, et le BMS ne suit pas toujours. Au bout de quelques cycles, on trouve des batteries faibles, d'autres fortes, voire très fortes : celles-ci doivent être écrêtées manuellement : décharge douce dans une loupiotte pouvant durer plusieurs heures jusqu'à retrouver une tension plus basse...

Autrement dit: toutes les batteries avec plusieurs éléments de lithium et qui sont chargées en série (c'est à dire sans BMS "séquentiel" qui va équilibrer chaque élément) sont vouées à la destruction + ou - rapide?

C'est ca le message qu'il faut retenir?

Bien retenir 2 règles :
1) Avoir une seule batterie forte dans un pack série empêche de charger toutes les autres qui sont encore faibles
2) Avoir une seule batterie faible dans un pack série empêche dé décharger celles qui sont encore fortes.

J'ai dû choper l'un ou l'autre...c'est "magique" le Lithium, 1 élément foiré et c'est la réaction en chaine...qui abouti à la catastrophe !

B) Je viens de re-mesurer les tensions comme au début du sujet : https://www.econologie.com/forums/velo-elect ... 91-10.html

J'ai fais quelques centaines de m avec le vélo depuis la dernière charge...

Tension totale de sortie = 28.36 V

| | | | | | |

Tensions entre N et N+1 :
4.04 4.05 4.05 4.06 4.07 4.07

Tensions entre N et 0V:
24.22 20.66 17.11 13.66 10.22 6.80 3.41
Différences:

3,56
3,55
3,45
3,44
3,42
3,39
3,41

Y a du déphasage mais c'est finalement moins pire que je pensais vu le comportement du vélo...du moins pour les tensions à vide !

C) Pour la suite, je pense qu'au lieu de remplacer le lithium par du plomb je vais faire comme toi (à mon échelle) un hybride lithium - plomb solaire, si ca se trouve la batterie lithium fonctionnera presque correctement dans cette configuration car la chute de tension sera compensée par le plomb qui sera un espèce de tampon.

Je continuerai de charger la lithium sur secteur et le plomb sera chargé sur solaire (et complément secteur si besoin).

Je pense que cela devrait marcher...ca peut pas être pire que maintenant de toute façon

Des avis??

[Remundo]

Les éléments lithium, même un seul, nécessitent un blocage strict du fonctionnement en dessous et au dessus d'une tension seuil sous peine de destruction.

Idéalement, il faut aussi contrôler les courants (limiteur).

Ton pack n'est pas dramatiquement déséquilibré, cela dit, on considère qu'il ne faut pas plus de 0.1V de décalage entre le plus haut et le plus bas.

Pour les batteries plomb, tu peux essayer d'hybrider avec le lithium en parallèle, mais attention, avant de brancher, bien mettre les 2 packs sous la même tension à vide.

Tes 2 packs vont débiter chacun moins de courant, c'est en général très bénéfique :
- par effet Peukert, chaque accus restitue un peu plus d'énergie
- le BMS du Lithium a beaucoup plus le temps "de suivre"

Sur CATHI, j'ai 2 survolteurs DC/DC asservis en courant : quand je les mets sur ON, ils poussent environ 30A vers le hacheur de traction en s'adaptant automatiquement à la tension du Nicad.

[Christophe]

Pour les batteries plomb, tu peux essayer d'hybrider avec le lithium en parallèle, mais attention, avant de brancher, bien mettre les 2 packs sous la même tension à vide.

Mmmm ca risque d'être difficile ça car à chaque rechargement secteur de la lithium sa tension sera forcément un peu plus élevée que la batterie plomb...

C'est quoi le risque exactement?

La batterie plus forte va recharger la plus faible non?

Si c'est lithium vers plomb ca ne pose pas de problème.
Et l'inverse je suis pas sur que cela soit possible à cause du BMS...

[Remundo]

le risque, c'est que les résistances internes des batteries soient faibles.

Par ex 0.1 V de différence pour 0,01 Ohm vont généréer 10A

Si tu as 1V , ce sera 100 A, cela peut griller une des batteries, et a minima faire fondre les fils de connexion.

On peut pallier ce problème en plaçant une résistance de 10 Ohm, les batteries vont s'équilibrer doucement (0.1 A si 1V de différence), cette resistance peut être shuntée par la suite tant que les batteries restent connectées en parallèle.

[dirk pitt]

Dirk : lorsque les plaquettes chauffent, le frottement est quasi nul, et ça n'est pas le frein à main qui récupère la situation. Lancer un VE (lourd...) sans frein "moteur" dans un col de montagne est parfaitement fou.

Ne le prends pas pour toi, mais ne pas relever ce problème est une erreur d'ingénierie grossière, ne pas le régler, c'est de l'inconscience..

rassure toi, je ne le prends pas pour moi mais je pense que tu raisonnes sur des données d'il y a 20 ans voir plus.
prends n'importe quelle voiture actuelle de 1500 kg et descends les 1000m de dénivelé de l'Alpe d'Huez au autre grand col en roue libre et je te garantis que tu arrives en bas avec un freinage tout a fait correct. ça sentira un peu le chaud mais c'est tout.

tu imputes au VE un cas qui ne lui est pas specifique et qui a déjà été traité par les concepteurs des vehicules thermiques qui sont aujourd'hui entre les mains de Monsieur ou Madame ToutLeMonde qui ne sait même pas ce qu'est le frein moteur et crois moi, les constructeurs ne veulent pas avoir de procès sur les bras a causes de gens qui auraient eu des problemes de freinage.
les freins et materiaux de plaquettes actuels sont dimensionnés pour resister a ce genre de mauvais traitement.

[Remundo]

J'ai toujours été stupéfait par cette confiance dans les matériaux... Aucun frein ne résiste s'il est sollicité en permanence pendant 1/2h à 1h. Quand c'est chaud (hors de la plage de fonctionnement, laquelle est jusqu'à 600°C en gros pour le ferodo), le coeff de frottement est ridicule.

Mais il y a toujours cette solution éprouvée
http://www.youtube.com/watch?v=_1kcVL1-bC0

@+

[clasou]

Bonjour,
voici des photos de la mienne ,pas le même système,sinon pour le placage ,ça ne concernerait que les batteries restant branché et inactive sur longues périodes ou juste inactive sans être branchés.

Pour ce qui est des descentes ,autant en voiture jouer des freins doit être faisable,
Mais en camion ,même en se servant des freins c'est tendu.
Pour ça qu'il faut toujours descendre avec au lus le même rapport que celui avec le-quelle on est monté.



a+claude