Petit dispositif pour relever des cells ultrabasses

Forum général des transformations et améliorations que vous avez ou souhaitez apporter à vos véhicules électriques,
Attention c'est un forum général donc poster dans le forum dédié au véhicule concerné si celui-ci en a un !

Modérateurs: Remdo, man3515, moulino51

Petit dispositif pour relever des cells ultrabasses

Messagepar CHEVREUSE » Lun 02 10 , 2017 22:59

.
Avec ma Kangoo de 2002 lithiumisée « G1-300 » une conjonction malheureuse, il y a déjà quelques temps, de négligences « «provisoires-qui-durent » et problèmes insidieux (loi de Murphy…) a conduit (ma femme) à rouler très en-dessous du toléré, sans s’en apercevoir, jusqu’à quasi arrêt et retour maison limace. Bref, la sous-tension profonde a conduit à la destruction de quelques cells KOKAM qui ont été remplacées redonnant un fonctionnement nominal.

Cependant à l’issue de mon record récent de 300,2km « en utilisation de tous les jours » :
topic3247-330.html#p225269

le relevé des tensions :
relevé cells décharge 300,2km.pdf

a montré :
. une tension cell moyenne Vm = 3,459V faible mais pas complètement à l’agonie.
. que le problème limitant a été une cell ultrabasse (003) à 2,980V. Et en affut derrière : deux autres (002) et (022) un peu faibles, mais pas autant.
courbe KOKAM.pdf

C’était l’occasion - presque un cas d’école - de s’amuser à essayer un petit dispositif simplet permettant l’entraide de l’équipe de traction : le transfert d’énergie de l’ensemble du pack vers la ou les cells en difficultés. En autonomie, sans branchement ni apport d’énergie externe - bien sûr !
Il est constitué :
. d’un mini convertisseur 75W (existant) dc12V/ac230V (ponction sur le pack via le CVS et la batterie 12V).
. d’une alimentation 230Vac/dc (cordon alimentation de PC ASUS récupéré, sortie dc19V-4,7A)
. d’une mini carte step-down achetée sur ebay IN dc 5-32V/OUT dc 0,8-30V, fonction CC/CV avec potentiomètres de réglage I et Umax
N.B. la mini carte ne peut être branchée directement sur la batterie 12V pour un problème d’isolement (step-down non isolé)
Ce petit dispositif (tel qu’actuellement réalisé), m’a couté …1,53€ et permet le relevage d’une cell à un débit max de 5A. Mais cela est possible dans mon cas car j’ai un accès assez facile à toutes les cells !!

Bon, par exemple, un relevage pendant une heure, soit 5Ah, sur une cell ultrafaible permettrait à l’ensemble du pack de fournir encore 5Ah. Cela est valable tant que la cell ultrafaible reste limitante (la plus faible) bien sûr car après il faut la relever plus la cell qui sera devenue la plus faible et ainsi de suite...
Quelle serait l’incidence ? Cela dépend de la tension, dans mon cas à 135V résiduel du pack cela représente environ 675Wh et avec une consommation disons pour simplifier de 135Wh/km (plausible car on est en mode tortue et aux abois) cela représente en théorie 5km d’autonomie grappillée.
Hum, 5km par heure d’actionnement du petit dispositif (valable tant que la cell reste la plus faible) : bof, ce n’est pas énorme !? Mais parfois cela pourrait représenter un salut ? Par ailleurs 5A c’est la limite de mon petit dispositif actuel, non une limite intrinsèque. On peut envisager outre une intensité plus importante de traiter plusieurs cells à la fois, préventivement, en roulant …

Cet équilibrage actif par le bas pourrait paraitre merveilleux mais il faut rappeler :
. qu’un électromobiliste précautionneux normalement ne doit pas aventurer sa monture à la limite d’autonomie
. que c’est efficace seulement si on se retrouve avec un pack très déséquilibré : une ou quelques cells détachées ultrafaibles
. que cela nécessite l’accès au cells individuelles

La réalité :

Donc dispositif mis en œuvre à l’arrêt après les 300,2km, appliqué d’abord à ma cell la plus faible (003) avec une intensité limitée volontairement à 3A pour cause de section de mes fils actuels conduisant de mes cartes esclaves BMS (accessibles) aux cells (enfouies).
Par ailleurs je craignais une remontée excessive de la tension vue par la carte esclave toute proche du point d’injection. Cette remontée pendant l’injection dépend de l’intensité, de l’impédance du fil de liaison, de la capacité/impédance de la cell et de son état de charge. Je suis rassuré pour ce point : l’esclave de voit qu’une remontée instantanée d’environ 0,2V due aux pertes de charge d’injection. Cela n’est pas gênant car (rappel) on se trouve très bas en tension de l’ordre de 3V, loin du max 4,2V.
Cela se passe gentiment, la cell remonte en tension d’abord rapidement puis plus lentement (conforme à la courbe de charge dans ce domaine de tension). Pour pouvoir lire ~valablement la tension atteinte il faut interrompre l’injection quelques secondes naturellement.
Je l’ai remonté finalement au niveau de la cell max, puis appliqué la même méthode successivement aux 2 autres cells « un peu faibles » devenues les plus basses (002) puis (022)

Après ces 3 relevages prévus tout devrait être OK pour s’amuser à une petite prolongation de roulage au-delà de 300km ? Voyons, la cell la plus basse est devenue la cell (020), mais je relève que sa tension de 3,431V avant les opérations de relevage s’est abaissée à 3,133V ! Ah, bigre ? Et aussi la tension totale a un peu diminuée (-1,7V) et donc Vm passé de 3,459V à 3,415V. Normalement (hors rendement) les opérations d’auto équilibrage devraient être neutres sur la tension globale et même très légèrement positives du fait de la courbe… !

Oups !

C’est là que je réalise que j’ai alimenté un petit appareil accessoire de contrôle des transferts (simple mesure A et Ah) via la prise allume cigare et laissé le contact de la Kangoo en permanence (sinon arrêt de la prise et RAZ du comptage Ah). « Stupid boy » : la consommation de l’appareil est négligeable mais la consommation de la Kangoo réveillée est d’un peu plus de 1A - je le sais fort bien ! Bilan on espère gagner 3Ah/h par rééquilibrage (tant que c’est possible) et en même temps on perd plus d’1Ah/h sur la capacité totale. Pire : la Kangoo a été maintenue réveillée quasi pendant toute une journée : perte estimée à au moins 13Ah alors que les aléas de la journée ont fait que le petit dispositif de transfert d’énergie n’a pas été appliqué en permanence – loin de là.

En détail :

Le niveau de baisse de la tension totale cadre parfaitement avec cette ponction « Kangoo réveillée. »
La baisse de tension de la cell (20), et plus généralement des cells non relevées, provient de 2 phénomènes :
. une ponction de l’énergie de toutes les cells correspondant à ~1/39 de l’énergie transférée à la plus faible, c’est normal par le principe de solidarité et reste modéré (1/39x3Ah=1/13Ah/h=0,077Ah/h). La cell plus faible gagnerai ainsi net pendant l’injection (3-0,077=2,923AH/h)
. mais aussi une ponction de plus de 1Ah/h par la Kangoo réveillée qui affecte toutes les cells réduisant le gain de la cell faible à moins de 1,923Ah/h. Et encore c’est pire car le dispositif de relevage a été en marche moins souvent que la Kangoo réveillée. Cela affecte particulièrement la tension des cells non relevées les plus basses car du fait de la courbe qui présente une pente très importante aux tensions basses les cells les plus basses subissent plus de perte de tension par perte d’Ah. La cell (20) a donc logiquement vu sa tension largement affectée lors des opérations, voir sa position sur la courbe 3,431V au début – juste avant le précipice

Mais voilà, on ne vérifiera pas de facto l’efficacité calculée, même réduite : dépité, il fait nuit, il pleut, on a besoin de la Kangoo demain = je charge … et je ne pense pas avoir l’occasion et l’intérêt de recommencer d’ici peu. Il y a d’autres projets …

Outre les quelques enseignements recueillis ci-dessus la charge montre évidemment que les tensions des 3 cells faibles (relevées au niveau cell max) sont maintenant les plus hautes en fin de charge - détachées au-dessus du lot : dans l’ordre (003) qui tape haut>(002)>(022) – logiquement l’ordre inverse qu’après la décharge et confirme une capacité réduite (003)<(002)<022) et bien sûr aux autres cells.

Ne reste plus qu’à bien équilibrer par le haut, à ~100mA avec mon « BMS parfait » de « nlc » c’est une autre longue paire de manche avec un gros pack ! Je sens qu’il va falloir un peu prendre le couteau et saigner soit même les cells devenues trop fortes

On s’amuse …
.
Vous n’avez pas les permissions nécessaires pour voir les fichiers joints à ce message.
4,8kWc panneaux photovoltaïques
CHEVREUSE
 
Messages: 348
Enregistré le: Jeu 10 12 , 2009 11:56
Localisation: FR - 78 - BULLION
Mes véhicules: Kangoo Electri'cité VP/Clip - 4xVAE

Re: petit dispositif pour relever des cells ultrabasses

Messagepar CHEVREUSE » Mer 18 10 , 2017 13:30

.
Je me réponds à moi-même.

Après "l'équilibrage actif par le bas" = relevage de la tension de 3 cells très faibles en toute fin de décharge par le dispositif décrit ci-dessus, elles ont tapées logiquement haut les premières en fin de première charge. L'écart cell max/cell min atteignait alors 126mV, on pouvait craindre des difficultés à retrouver l'équilibre compte tenu de la capacité du pack et du faible courant d'équilibrage ...

Après une petite dizaine de charge, chacune comportant un équilibrage pendant une nuit, l'équilibre est redevenu quasiment normal tout seul (sans intervention manuelle). L'écart cell max/min s'est réduit progressivement et atteint maintenant seulement 40mV, ce qui est assez usuel.
4,8kWc panneaux photovoltaïques
CHEVREUSE
 
Messages: 348
Enregistré le: Jeu 10 12 , 2009 11:56
Localisation: FR - 78 - BULLION
Mes véhicules: Kangoo Electri'cité VP/Clip - 4xVAE

Re: petit dispositif pour relever des cells ultrabasses

Messagepar philoscoo » Mer 18 10 , 2017 14:25

Je me joints à toi même pour te remercier de ton auto-réponse. Au moins tu ne te sens pas seul! :mrgreen:
Toujours très didactique, tu ferais un excellent professeur et c'est un abruti qui te le dit!!(*)
Philoscoo :wink:
(*) les cellules grises (du type Li Pticon, tu sais les relever aussi :) :?:
"Celui qui ne risque pas, risque plus que celui qui risque!" P.Léon_Poudrière
philoscoo
 
Messages: 2204
Enregistré le: Sam 22 06 , 2013 20:50
Localisation: BE-1930 ZAVENTEM (BELGIUM)
Mes véhicules: scoot Dolphin/scoot Symex-Huasha Erato/VE Think City

Re: Petit dispositif pour relever des cells ultrabasses

Messagepar faradohm » Mer 18 10 , 2017 15:32

on peut faire un groupe à partir de combien de cancres..?
moi j'ai des plomb gelées et qq poly-mémère :roll:
Il n'y a de nouveau que ce qui a été oublié...
Avatar de l’utilisateur
faradohm
 
Messages: 2212
Enregistré le: Lun 15 09 , 2008 14:43
Localisation: FR-45-banlieue d'Orléans
Mes véhicules: Volta-Kangoo's-Scootélec-

Re: Petit dispositif pour relever des cells ultrabasses

Messagepar hpdp » Mer 18 10 , 2017 16:34

dans l'idée d'un rattrapage des cellules les plus basses en cours de route il serait plus intéressant point de vue consommation et rapidité de ne les remonter qu'à une tension moyenne (moyenne basse). une tension "trop" haute va aussi couper l'alim plus tôt lors de la charge et allonger d'autant sa durée.

pas convaincu par le rendement 12V > 220V > 12V... mais je comprend bien le problème d'isolation. pas vraiment de solution, à part dessiner un convertisseur a transfo, donc DC >AC > DC, qui peut rester en basse tension.
hpdp
 
Messages: 120
Enregistré le: Sam 07 10 , 2017 17:34
Mes véhicules: j'y pense...


Retourner vers Modifications

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 1 invité