On a roulé sur la KOKAM - 70Ah + WINA - 24Ah

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CHEVREUSE
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On a roulé sur la KOKAM - 70Ah + WINA - 24Ah

Message par CHEVREUSE » dim. 06 04 , 2014 23:42

Ma Kangoo Electri'cité (j'emploie toujours le féminin, peut-être parce qu'elle fait parfois un peu la capricieuse coquette) de 2002 marche très bien. Depuis 2009 j'ai fabriqué et rajouté des extensions NiMH pour un total nominal de plus de 50Ah. Greffage facile, avec diodes antiretour, bon comportement, les chimies sont très proches. L'autonomie atteignait facilement + de 130km (par beau temps). Avec les années j'observe une dégradation appréciable avec cet hiver du mal a atteindre les 100km d'autonomie réelle. La mesure de capacité restituée m'a donné 37Ah pour l'extension NiMH et ~90Ah pour la Kangoo NiCd.
Je réfléchissais de plus en plus sérieusement à une future utilisation LiFePO4, mais cela me semblait plutôt compliqué. J'ai commandé cependant des cellules pour tester une future petite implantation de 24Ah.

VOITRIC/KOKAM 70Ah sont arrivés, eh, eh!

Bof! du LiPo à nombre de cycles plus limité, en plus réputé "dangereux", en plus le format est peu compact = pas du tout facile à loger, en plus les connexions ne semblent pas très faciles, en plus, en plus ...
Très bien c'est donc le moment, je me lance!

à suivre : la réalisation
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Volt
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par Volt » lun. 07 04 , 2014 10:31

Bonne Chance!

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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par bonsai » lun. 07 04 , 2014 10:54

l'expérience du pack nimh va te servir ^^, penses à mettre des photos.
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par Volt » lun. 07 04 , 2014 11:22

bonsai a écrit :l'expérience du pack nimh va te servir ^^, penses à mettre des photos.
Oui, beaucoup de photos.

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Citro
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par Citro » lun. 07 04 , 2014 12:52

Bon courage,
Les Kokam sont des éléments hautes performances, ta voiture va décoller. :wink:

Le chantier n'est quand même pas une mince affaire. :?
L'electricité, c'est LA solution.

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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par CHEVREUSE » mar. 08 04 , 2014 22:39

D'abord quelques informations qui ont déja été évoquées sur d'autres fils, je les remets cependant ici pour plus de continuité de ce fil et apporte des précisions.

Cellules bien réceptionnées - grand merci VOITRIC - le travail peut commencer.

L'examen des cellules montre quelles sont toutes en bon état apparent à l'exception du ruban adhésif de protection des bords très largement décollé. Réfection de tous les bords des cellules avec du ruban adhésif, rouge coté plus et bleu coté moins pour limiter de possibles erreurs [J'ai été sérieusement critiqué ici pour cela. Je précise qu'il s'agit de ruban d'électricien auto-extinguible et non propagateur répondant à la norme IEC 60454-3-1-5, température 105°C. Un petit test comparatif au four a montré que le comportement est au moins aussi bon que le plastique des barrettes de mise en série LUMENEO, l'essai "au briquet" montre que le ruban adhésif ne s'enflamme pas tandis que le plastique coule et s'enflamme un peu in fine - ce qui n'est pas plus rassurant! La masse du ruban est négligeable par rapport à celle du plastique; du ruban "kapton" serait surement plus performant, était-ce nécessaire ici?]
isolant rubans electriques.JPG
Les tensions relevées sont toutes assez proches vers 3,6/3,68V, à l'exception d'une seule à 1,2V. Je l'ai utilisée pour établir une courbe charge/décharge précise. L'établissement de cette courbe me semble important afin de bien dimensionner l'ensemble et estimer les énergies "d'extrémités". Cette cellule semble très bien avoir repris du "poil de la bête", mais a été mise de coté.
Kokam Charge _décharge 70Ah 1,2V.JPG
Il ne m'a pas semblé très pratique de faire un test individuel de charge/décharge sur toutes les cellules qui semblent par ailleurs si proches en tension. De toutes façons on n'a pas un stock de réserve suffisant pour faire une sélection de cellules "identiques"! Même un peu différentes, il faut faire avec ...
Afin de les faire partir au moins du même pied j'ai décidé de les mettre à la même tension à l'endroit où elles risque de diverger le plus, c'est à dire aux basses tensions (voir courbe). Pour ce faire elles on été couplées en parallèle [J'ai été critiqué ici pour cela comme étant très dangereux avec intensités attendues considérables. Ma mesure (grossière) de résistance : 2,2x10-3ohm - qui recoupe assez bien celles réalisées par V.E.fr - pronostique une intensité de pointe d'environ 20A max. (rappel sous ~3,7V) à condition de se limiter à une différence de tension de 50mV, sinon il faudrait rapprocher individuellement les éventuelles trop divergentes. J'ai pratiqué ainsi et le résultat concret réel outre que je suis encore vivant, est qu'il ne se passe rien de visible, pas d'arc, pas d'échauffement - même localisé].
L'ensemble des cellules en // a ensuite été déchargé lentement sur du fil résistant jusqu'à 3V, puis laissé ainsi plusieurs semaines pendant d'autres travaux.
mise en parallèle équilibrage.JPG
Après ces préliminaires un peu rébarbatifs, place à l'action

à suivre : la construction
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par CHEVREUSE » jeu. 10 04 , 2014 21:47

Merci de vos encouragements

La construction.

Voici les caractéristiques des KOKAM - 70Ah

En résumé :
Tensions : mini 2,7V - nominale 3,7V - maxi 4,2V
charge max continue : 2C (140A)
Décharge max continue : 5C (350A)
Nb de cycles à 80% résiduel : 1400?

J'ai choisi, pour cette phase du projet, de remplacer mon extension existante sous capot = 440 batteries NiMH d'un total de ~50Ah/132V nominal (actuellement 37Ah réellement restitués mesurés - mais elles vont très bien!) par des cellules KOKAM - 70Ah montées en série. Montage de l'extension en parallèle sur les NiCd Kangoo = sans convertisseur (couplées quand AP+).
Gains attendus : +33Ah en capacité réelle et - 45kg en poids
Combien en série?? Les courbes des 2 technologies sont sensiblement différentes.
. si l'on regarde seulement à la tension nominale des NiCd de la Kangoo (6V par batterie soit 132V total) cela conduit à 132V/3,7V= 35,7 cellules (36)
. si l'on regarde la tension de fin de charge réellement constatée toujours ~155V des NiCd (tension de stabilisation après un peu de repos/fin de charge) cela conduit à 155V/4,2V=36,9 cellules (37) et si on se limite à 4,1V fin de charge pour les KOKAM cela donne 155V/4,1V=37,8 cellules (38)
. si l'on regarde en limite basse c'est environ 110V pour les NiCd (5V/batterie), soit pour 38 cellules 110V/38=2,89V qui est assez convenable et je pense qu'il serait préférable de limiter les décharges à 3V/cellule soit 114V total.
Les limites hautes et basses plaident donc dans mon cas pour 38 cellules, c'est la solution retenue.

C'est parti :
4 pack NiMh à retirer - l'un est invisible sur la photo - total 50Ah nominal.JPG
Avec un réel regret quand même - merci les NiMH!
fatras NiMH retiré.JPG
Ya plus qu'à remplir.JPG
Fabrication d'un caisson sur mesure et :
Allez le Lego.JPG
caisson plein.JPG
Il resterait de la place pour en mettre une supplémentaire!

Comme les BMS, bien que plus que parfaits, jouent vraiment un peu l'Arlésienne, j'ai décidé sans plus attendre de commencer les essais et une utilisation (provisoire) limitée et contrôlée - hélas sans BMS!
J'entends d'ici les (justes) peurs! Mais la situation est dans mon cas relativement favorable je pense - à conditions de respecter des règles strictes.
CONTROLES
. le caisson sera très facilement accessible
. la tension de chaque cellule est ressortie et consultable sur borniers (à l'arrêt)
. seront affichés en permanence dans l'habitacle (avec résistances de protection de sécurité adéquates) : les tensions totales KOKAM et NiCd (~les mêmes en phase roulage AP+), les intensités KOKAM et NiCd, la température d'une sonde placée dans le caisson
. la batterie KOKAM sera munie de diodes antiretour évitant sa recharge par le NiCd ou au ralentissement et sa charge bridée à 154V
REGLES DE CHARGE
. toujours charger simultanément et complètement les 2 types de batteries
. exception en cas de nécessité éventuelle de recharge partielle pour usage "urgent" et "imprévu" dépassant le résiduel on pourra recharger le NiCd seul. Pas de problème : la KOKAM ne recommencera seulement à fournir son résiduel que lorsque la tension sera redescendue à son niveau
. au début : charge en journée et controle des tensions individuelles KOKAM en phase fin de charge puis après charge reposée. Selon l'évolution constatée cette règle sera adaptée
. après recharges complètes contrôle des tensions totales KOKAM et NiCd avant couplage
DECHARGE
. ne pas rouler sans la batterie KOKAM couplée pour éviter que sa tension devienne très supérieure au NiCd
. si tel est le cas et que les tensions sont trop différentes, attendre pour l'utiliser une recharge complète des 2
. limiter la tension de décharge KOKAM à 125V (3,29V moyen/cellule)
. au début : surveiller les tensions individuelles vers fin de décharge. Selon l'évolution constatée cette règle sera adaptée.
Finalement nombre de ces règles et comportement sont similaires à celles que je pratique depuis des années avec l'extension NiMH.

Mais ce n'est pas du NiMH!, attention au provisoire qui dure, les BMS pourront faciliter et sécuriser une partie de ces règles.
Les BMS! Les BMS! (s'il vous plait M. nls)
essai de charge préalable.JPG
C'est un chargeur 3kW "Tc Charger" acheté d'occasion à 3xe electrics-cars 490€ net livré. Je l'ai muni d'un ventilateur et de possibilités déportées d'ajuster Ucv, intensité de charge et contôle ON/OFF.
Ya plus qu'à sortir.JPG
à suivre : la mise en place
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par dirk pitt » ven. 11 04 , 2014 6:36

juste une petite remarque sur les tensions et le nb de cellules.
je crois comprendre qu'il y a 22 nicad sur ta voiture puisque tu dis: tension nominale 132V
or tu dis aussi, tension max 155V mais ça c'est la tension une fois la charge arretée: environ 7V par bloc.
mais vers la fin de la charge, ça monte beaucoup plus haut. si tes cellules sont couplées aux nicad pendant la charge, elle vont avoir chaud aux pattes. ou alors, tu les couples seulement apres et tu les charges separement. (j'avoue, j'ai lu en diagonale :oops: )
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par CHEVREUSE » ven. 11 04 , 2014 7:19

@ dirk pitt

Oui c'est juste 132V c'est la tension nominale NiCd, leur tension extrême de fin de charge peut atteindre 190V. Une fois la charge terminée leur tension retombe assez rapidement et je les retrouve toujours vers 155V.
Les 2 batteries seront découplées pendant la charge, elles ne sont couplées automatiquement qu'en roulage (AP+).
La Kangoo sera chargée normalement par son chargeur.
Les KOKAM seront chargées par le chargeur Tc dédié.
J'ai voulu qu'en fin de charge, après quelque temps de stabilisation, les tensions soient équivalentes. C'est ce que j'avais fait pour mes NiMH.
En couplage les diodes antiretour empêchent le transfert de courant des NiCd vers KOKAM.
Reste l'éventuel transfert de KOKAM vers NiCd au couplage si KOKAM est plus élevé, difficile à empêcher. Je reviendrais ultérieurement sur ce point dans le fil.

Salut à tous
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Citro
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par Citro » ven. 11 04 , 2014 8:33

J'ai dû lire moi aussi en diagonale...
A quoi servent tous les fils "spaghetti" orange. :?:
Sont-ils définitifs ou provisoires. :?:

Le gros intérêt du BMS Parfait, c'est justement de ne pas avoir de tels amas de fils... :wink:
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par CHEVREUSE » ven. 11 04 , 2014 11:38

Ben oui c'est absolument très provisoire - en attendant la sortie effective des BMS parfaits ... un jour? Je tiens absolument à des BMS et je les préférerais parfaits mais, faute de leur disponibilité actuelle, j'ai décidé de commencer les essais très prudemment sans BMS ...
Les vilains spaghettis orange et le bornier sont ressortis provisoirement pour le contôle manuel des 38 tensions individuelles (à l'arrêt). Le BMS : ce sera moi de corvée pour bien suivre les tensions max en charge et mini en décharge ainsi que leur différentiel - en allant ni trop haut en charge, ni trop bas en décharge. Mais je n'ai pas prévu d'aller jusqu'à faire de l'équilibrage manuel! Si je vois que les choses ne vont pas bien ou divergent par trop j'arrêterai l'utilisation KOKAM en attendant l'approvisionnement de BMS, j'espère que ce seront des parfaits, sauf si l'indisponibilité dure vraiment trop.
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par costet » ven. 11 04 , 2014 13:20

Pour la surveillance de la tension basse, tu pourrais te dépanner avec des Alarmes de modélisme qui surveillent 8 cellules chacune.
donc 5 pièces à 2 euros sur Ebay (mot-clés = lipo alarm) mais il y a le délai d'acheminement....

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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par CHEVREUSE » ven. 11 04 , 2014 22:11

@costet
Merci du renseignement.
Je connaissais seulement les Cell Log 8 cellules avec sortie alarme configurable haut et bas /cell et tension totale, prix vers 15$?
La décharge n'est pas un trop grand problème en prenant une marge temporaire de précaution, je crains plus la charge car on n'est pas à coté à ce moment et c'est potentiellement plus dangereux.
Après échanges avec nlc je pense qu'il a pris conscience qu'après avoir appaté il est temps maintenant de satisfaire les besoins en cours
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par CHEVREUSE » sam. 12 04 , 2014 22:02

La mise en place.

Ya plus qu'à rouler.JPG
Voyez, ça roule très bien la Kokam.JPG
Il est long le chemin.JPG
J'arrive, bonjour.JPG
Ya plus qu'à mettre en place.JPG
Ya plus qu'à lever.JPG
Ca plie quand même beaucoup.JPG
Charge à lever ~78kg. J'ai utilisé ma grosse sangle à cliquet existante. La galère! je déconseille fortement, ce n'est vraiment pas prévu pour. Au début ça va bien puis c'est de plus en plus dur quand le diamètre d'enroulement augmente et ça fini par se bloquer au bout de quelques dm. Attachement ferme en position avec une corde, déroulement de la sangle et on recommence ainsi plusieurs fois. A la descente c'est encore pire, on a du mal à maitriser le déroulement sous charge. J'ai frolé la catastrophe, la sangle s'est déroulée d'un coup sans retenue, heureusement que j'avais une corde de sécurité que je fixais au fur et à mesure un peu plus bas. La descente brutale a été limitée à quelques cm ... Etape bien mal évaluée. Préférer un treuil à poulies 180kg (8€) ou mieux un palan 1T (43€) ou encore mieux une grue d'atelier pliable 1T (213€).
En place ... ouf.JPG
La greffe.JPG
Etiquetage.JPG
Chargeur en place.JPG
Shunt mesure I, potentiomètre mesure U.JPG
On distingue un peu 2 porte-fusibles 125A. Le shunt est constitué de 2 piquages sur l'un des cables 25mm2, entraxe ajusté pour 0,1mV/A.

Affichage I, U, temp.JPG
Le boitier blanc avec bouton est la télécommande du Ding/Dong piétons (quasi jamais utilisé)
Trois grosses diodes antiretour ont été récupérées des estensions NiMH (diodes T70HF40 sur radiateurs 1,9°C/W). Diodes 400V/70A max. mais en pratique plutôt 40A en continu (36W dissipé et perte de tension 0,9V à 40A). Mises en // on peut estimer leur capacité raisonnable totale à au moins 90A en continu.

à suivre, les essais.
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Re: On a roulé sur la KOKAM - 70Ah

Message par CHEVREUSE » lun. 14 04 , 2014 22:46

Et maintenant les essais.

La capacité maximum des 2 chargeurs sur le secteur est de 16A pour le chargeur Kangoo NiCd + 13A pour le chargeur "Tc" KOKAM, soit 6,6kW total. Pas de problème, je dispose de 18kW en triphasé. Les 2 batteries ont été chargées, puis un mini roulage sur NiCd Kangoo seul (les essais KOKAM ne pouvant commencer qu'un peu plus tard).

Essais réalisés sans les diodes antiretour.

Tensions affichées avant couplage : Kangoo 154,0V , KOKAM 153,8V
On tourne la clef en AP+ : "CLIC"
Intensités : 0
Mise du chauffage à fond + ventilation position 3
Intensités : Kangoo ~-9A , KOKAM~-9A [KOKAM découplée Kangoo~-19A , KOKAM=0]
Les affichages tensions et intensités marchent bien. Dans ces conditions, participations à peu près équivalentes ce qui n'a rien de choquant au début, l'impédance lithium étant citée plus faible.

Charge restante affichée après divers essais avant roulage : ~90%

On roule prudemment, puis de plus en plus de sollicitation
.....................Kangoo.........KOKAM........TOTAL...........Rapport KOKAM/Kangoo
........................A................A...............A....................(théorique 0,7)
tout doux...........-13..............-13............-26...........................1
plus fort............-50..............-36............-86..........................0,72
pied à fond........-102.............-78...........-180..........................0,76
+BOOST............-130............-102...........-232..........................0,78

Essais de régénération par laché brutal de l'accélérateur (il faut l'oeil, ça varie vite)

..à 80km/h : Kangoo *..........KOKAM ~+75A......*pas noté mais un peu supérieur à KOKAM
à 100km/h : Kangoo ~+107A...KOKAM ~+93A
Ces intensités de régénération sont des pointes ~1 à 2s qui décroissent très vite car la Kangoo ralentit rapidement.
L'intensité de régénération se répartit et les valeurs ne sont pas bien méchantes (rappel on peut atteindre 200A sur la Kangoo seule)

Distance parcourue 9km. Charge restante ~89% (différence non significative à ce stade)

Voilà :
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