Freinage régénératif en VAE

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vehiculeselectriques
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Message par vehiculeselectriques » ven. 09 02 , 2007 21:21

nlc a écrit :Pour implanter le freinage régénératif, ca ne rajoute strictement aucune electronique au niveau de la parti puissance. Celle ci reste exactement la même. C'est juste un pilotage différent des mosfets.


Je ne suis pas spécialiste en controleur brushless, en tout cas je n'ai pas assez de montages à mon actif pour le croire et je reconnais que là je ne comprend pas comment tu fais :?
En schématisant pour commander un brushless en quadrant 1 tu mets 1 interrupteur par phase soit 3 transistors, ils laissent passer le courant des batteries au moteur et çà ne peux tourner que dans un seul sens.

Comment tu peux avec ce montage passer un courant du moteur aux batteries ? il y a une info que je n'ai pas ?
parce que à part rajouter 3 MOS supplémentaires qui passeront le courant du moteur à la batterie en phase de récupération(pont en H triphasé) je ne vois pas comment c'est possible ???

Si tu as prévu d'entrée 6 MOS au lieu de 3 pour du quadrant 1 c'est bien un surcout non ?

stp des détails :D

Donc au niveau composants (pour la protection a vide), ca ne rajoute qu'un comparateur, une reference de tension, et 3 portes logiques.
Le pont diviseur pour mesurer la tension batterie etait de toute facon deja present, donc je le reutilise pour la protection hard contre les surtensions si la régé est activée batterie deconnectée.
Et en soft je supervise déjà la tension batterie donc passé 4.1V par element il suffit d'interdire la régé de facon a ne jamais surcharger les batteries.


oui çà c'est la théorie mais je doute que çà suffise, çà me parait trop simple...ce n'est pas dans ce que tu souhaites faire que j'ai des doutes c'est sur les conséquences lorsque la tension montera très haut, le courant devra aller quelque part, c'est là que les dispositifs de sécurité vont servir.
Il ne suffit pas de couper la commande à 4,1V... quand tu coupes: la tension monte à combien ? le courant qui allait aux batteries va où ? c'est là qu'est la difficulté: tout prévoir, concevoir et dimensionner les composants en conséquence...parce que sinon des composants vont dégager.
C'est pas pour rien qu'on dit qu'un inverter quadrant 4 coute 2 fois plus (6 MOS) qu'un brushless quadrant 1 (3 MOS) et 6 fois plus qu'un brushed quadrant 1 (1 MOS)

Maintenant je suis un peu de la vieille école et ne demande qu'à connaître les dernières évolutions :D

Pour les developpements soft, en fait ca fait longtemps que toutes ces parties là sont terminées, la partie controle moteur/régé si le soft est bien organisé c'est plutot facile et rapide.
Nan, le plus long c'est pas ca, c'est plutot tout le reste !!! Car il y aura un ecran connectable au controleur, afin d'afficher tout un tas de trucs en plus des fonctions compteurs vélos habituels, configurer tous les parametres d'assistances, etc...
Par exemple, ici, visualisation de l'heure et de l'autonomie restante, comme infos secondaires. En info primaires, la vitesse, le mode en cours (parmi 3), la jauge batterie, la jauge puissance d'assistance ou régénération (quand le R est allumé).
Image

Tant mieux et c'est super que çà fonctionne, bravo car c'est vraiment pas simple à fiabiliser ces circuits de commande/affichage.

il me plait l'afficheur :D
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Message par nlc » ven. 09 02 , 2007 23:55

vehiculeselectriques a écrit : Je ne suis pas spécialiste en controleur brushless, en tout cas je n'ai pas assez de montages à mon actif pour le croire et je reconnais que là je ne comprend pas comment tu fais :?
En schématisant pour commander un brushless en quadrant 1 tu mets 1 interrupteur par phase soit 3 transistors, ils laissent passer le courant des batteries au moteur et çà ne peux tourner que dans un seul sens.

Comment tu peux avec ce montage passer un courant du moteur aux batteries ? il y a une info que je n'ai pas ?
parce que à part rajouter 3 MOS supplémentaires qui passeront le courant du moteur à la batterie en phase de récupération(pont en H triphasé) je ne vois pas comment c'est possible ???

Si tu as prévu d'entrée 6 MOS au lieu de 3 pour du quadrant 1 c'est bien un surcout non ?

stp des détails :D


Je ne comprends pas trop ton explication. Un moteur brushless a 3 phases, et pour le faire tourner, quel que soit le sens, il faut obligatoirement 2 transistors par phases, puisque pour chaque phase, on doit pouvoir :
- La laisser en l'air
- La connecter au + de la batterie
- La connecter au - de la batterie

Donc dans tous les cas de figure il faut toujours 6 transistors. Il n'y a que le moteur à balais qui peut se piloter grace a un seul transistor (Ou 4 si on veut le faire tourner dans les 2 sens).
vehiculeselectriques a écrit : oui çà c'est la théorie mais je doute que çà suffise, çà me parait trop simple...ce n'est pas dans ce que tu souhaites faire que j'ai des doutes c'est sur les conséquences lorsque la tension montera très haut, le courant devra aller quelque part, c'est là que les dispositifs de sécurité vont servir.


Non non ca suffit, c'est sur ;)
Pour piloter le moteur, on dispose des capteurs a effet hall, qui nous retourne la position actuelle parmi 6. En fonction de cette position, il faut alimenter une phase au +, une phase au -, et laisser l'autre en l'air. Quand on detecte un changement dans l'etat des hall, c'est que le moteur a tourné, et on change l'alimentation des phases en consequence.

Pour la régé, c'est tres simple : on laisse en permanence les 3 MOS superieurs ouverts (ceux qui envoient du + vers les phase), et on pilote simultanement les 3 MOS du bas en appliquant la PWM. Quand les MOS sont fermés, pendant le temps ON de la PWM, toutes les phases sont court circuitées ensembles. Ce qui provoque la circulation d'un courant induit. Pendant le temps OFF, les MOS s'ouvrent, et comme les bobinages des moteurs sont des selfs, le courant veut continuer a circuler. Donc la tension à leur bornes va augmenter....jusqu'a ce que le courant puisse circuler quelque part...
En l'occurence, il passe a travers les diodes anti parallèles integrées au MOS, et circule donc vers la batterie. Les 6 diodes des MOS jouent le role d'un pont de diode.
Ensuite, pour faire varier le freinage et le courant de régénération, il suffit de faire varier le rapport cyclique de la PWM. Mais le truc, c'est que passé un certain seuil, on freine plus, mais l'on regenere moins, jusqu'a atteindre le rapport 100%, ou les MOS sont pilotés 100% du temps. Là on a le freinage maximal, car les phases sont court circuitées entre elles en permanence, mais il n'y a aucune régénération.
vehiculeselectriques a écrit : Il ne suffit pas de couper la commande à 4,1V... quand tu coupes: la tension monte à combien ? le courant qui allait aux batteries va où ? c'est là qu'est la difficulté: tout prévoir, concevoir et dimensionner les composants en conséquence...parce que sinon des composants vont dégager.
C'est pas pour rien qu'on dit qu'un inverter quadrant 4 coute 2 fois plus (6 MOS) qu'un brushless quadrant 1 (3 MOS) et 6 fois plus qu'un brushed quadrant 1 (1 MOS)

Maintenant je suis un peu de la vieille école et ne demande qu'à connaître les dernières évolutions :D

Ce qui se passe, c'est que si on lance un freinage régénératif alors que la batterie n'est pas connectée, tout le courant du générateur va servir a charger les condensateurs de l'alim du controleur. Comme il n'y a que quelques centaines de microfarad, sous 10A par exemple, ca charge tres vite et donc la tension augmente tres vite !
Par exemple avec 470uF de condensateur, et une régé a 10A, la tension va monter de 2V en 100us (microseconde). Donc c'est à la fois tres rapide a vue d'oeil, mais suffisamment lent pour être sans probleme detecté par l'electronique.
Si par exemple la batterie est a 54.6V (13elements li-ion chargés plein pot), que l'utilisateur régénère, et qu'a ce moment il coupe le contact, on a a peu pres 200us pour detecter qu'il va y avoir une surtension et couper la PWM sur les MOS, avant d'atteindre les 60V fatidiques du chip d'alimentation.
J'ai donc un comparateur qui supervise la tension d'alim, et si elle depasse 55V, je coupe en hardware la commande des MOS. Cette detection s'effectue en meme pas 20us donc y a de la marge !
J'ai tout calculé pour que dans toutes les configurations ca ne puisse pas peter, c'est a dire en prenant en compte les tolerances les plus defavorables des composants, mais egalement les deviations en temperature, dans la gamme -10/+80°C.
vehiculeselectriques a écrit : il me plait l'afficheur :D
Et ce n'est qu'une simulation ! L'ecran est graphique, resolution 128x64. Je l'ai mis en route l'autre jour, et je lui ai fait afficher l'ecran ci dessus. Ca rend vraiment bien, la lisibilité est excellente, et avec le retroeclairage dans le noir, ca dechire ! :D

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Message par vehiculeselectriques » sam. 10 02 , 2007 0:23

Ok je vois où çà coinçait je me suis emmêlé les pinceaux avec la commande de moteur balais, faut croire qu'on se raccroche toujours à ce qu'on connait le plus...et çà joue des tours.

Dans une autre époque j'ai utilisé le MC33033 (brushless driver obsolete maintenant) pour faire une commande de moteur...à balais ceci explique peut-être celà :lol:

C'est d'autant plus bête que j'ai dans un tiroir un kit de developpement atmel AVRMC100 qui m'attend depuis...apparement trop longtemps :lol:

Merci, du coup je comprend mieux les rendements que tu obtiens :D
j'ai un upgrade de firmware à faire c'est certain :wink:
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Message par nlc » sam. 10 02 , 2007 0:44

vehiculeselectriques a écrit :Ok je vois où çà coinçait je me suis emmêlé les pinceaux avec la commande de moteur balais, faut croire qu'on se raccroche toujours à ce qu'on connait le plus...et çà joue des tours.
C'est ça la magie d'internet ! L'air de rien, on apprend des tas de choses. Par exemple il y a encore quelques mois, la commande de moteurs brushless ca ne me parlait pas du tout, je connaissais juste le principe, mais sans plus. Quand je m'y suis mis, et qu'on m'a parlé de régé, j'etais persuadé qu'il allait falloir mettre un place un convertisseur DC-DC, bref, une grosse usine a gaz ! Apres j'ai compris qu'il suffisait d'utiliser les bobinages du moteur eux meme pour faire le boulot ! Et j'ai eu la confirmation sur differents documents sur le net. Mais il y en a tres peu, j'ai été sidéré ! :shock:
Pour le souci de la surtension, j'avais reperé le probleme dès le départ, mais je n'avais pas mis en place de protection pour le proto. Et bien evidemment, le béta testeur, qu'est ce qu'il a fait !? Ben en roulant contact coupé, le controleur etait autoalimenté, et il a tourné la poignée de régé....;)
A partir de ce moment, la durée de vie du controleur n'a été que d'environ 1ms :lol:
vehiculeselectriques a écrit : Dans une autre époque j'ai utilisé le MC33033 (brushless driver obsolete maintenant) pour faire une commande de moteur...à balais ceci explique peut-être celà :lol:
Oui je connais ce circuit et tous les controleurs chinois sont basé sur un equivalent.
vehiculeselectriques a écrit : C'est d'autant plus bête que j'ai dans un tiroir un kit de developpement atmel AVRMC100 qui m'attend depuis...apparement trop longtemps :lol:
T'inquiete pas, le moment venu, quand t'auras un truc a developper, tu vas t'y mettre, et apres....tu pourras plus lacher l'affaire :lol:
vehiculeselectriques a écrit : j'ai un upgrade de firmware à faire c'est certain :wink:
:D :D

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Message par nlc » sam. 10 02 , 2007 0:55

Au fait s'il y a un matheux ou un mecanicien dans le coin j'aimerais bien qu'il me confirme ou infirme mes calculs theoriques que j'ai exposés plus haut. :D

En fait il faudrait qu'on confirme ou infirme le fait suivant :
Si dans une montée il me faut 500W d'assistance electrique pour la monter a 25Km/h, ca signifie bien qu'en fait on a besoin de 400W mecaniques (rendement 80%). Pour le moteur, je sais qu'il est reversible, mais est-ce vrai pour la puissance mecanique disponible dans le sens de la descente cette fois ci ? A 25Km/h aurais-je bien 400W mécaniques de dispo ?

Si oui, ca signifie qu'on pourra bien recuperer 320W !

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Message par nlc » sam. 10 02 , 2007 14:19

Bon ben les tests ca sera pour une autre fois, trop de vent :cry: :cry:

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Message par vehiculeselectriques » sam. 10 02 , 2007 17:34

Un moteur est réversible, je répond oui à ta question pour "matheu"

Pour avoir 400W générés avec un rendement moteur de 80% il te faut l'équivalent mécanique de 500W, soit avec un poid de 100kg une bonne grosse descente de 15% à la louche.
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Message par bioman14 » ven. 23 02 , 2007 19:08

nlc a écrit : En fait il faudrait qu'on confirme ou infirme le fait suivant :
Si dans une montée il me faut 500W d'assistance electrique pour la monter a 25Km/h, ca signifie bien qu'en fait on a besoin de 400W mecaniques (rendement 80%). Pour le moteur, je sais qu'il est reversible, mais est-ce vrai pour la puissance mecanique disponible dans le sens de la descente cette fois ci ? A 25Km/h aurais-je bien 400W mécaniques de dispo ?
je pense que oui, deduction fait des frottements mecaniques (probablement negligeables) et aerodynamique (non negligeable).
je pense aussi que l on peut evaluer ces pertes "mecaniques" en considerant qu ils sont egaux à la puissance mecanique necessaire pour faire rouler l engin à 25 km/h sur du plat. :lol:
mais ne me demander pas de demonstration mathematique, c est trop vieux. :wink:

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Message par nlc » ven. 23 02 , 2007 20:06

Laissez tomber, de toute facon j'aime pas la theorie, c'est trop compliqué :lol:

Le mieux c'est de se choisir une bonne descente et faire le test !! :D

Jean Luc
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Message par Jean Luc » dim. 25 02 , 2007 10:10

A mon sens il y a un facteur négatif à user de la regénération : provoquer des réactions chimiques inverses dans la batterie.

Il est toujours recommandé de laisser 'reposer' la batterie avant recharge pour préserver sa durée de vie, et c'est d'autant plus vrai avec des batteries de type lithium.

Perso, je préfère laisser ma batterie en charge la nuit, programmée à 2h du matin, plutot que lui faire faire le yoyo à la charge et la décharge pour gagner 1 à 5 kms sur mon autonomie.

Faites l'expérience de brancher et débrancher votre téléphone portable sur secteur toutes les heures, et on en reparle dans quelques mois sur la durée de vie de votre batterie...
:wink:

C'est l'assistance qui doit aider le cycliste, pas l'inverse...

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Message par beo » dim. 25 02 , 2007 13:00

Hello,

oui, tu as peut etre raison jean Luc, neanmoins, un petit genie est en train de mettre un chargeur de batteries a impulsions qui va a l'encontre totale des theories jusque là admises .... juste comme des dogmes puisque ça marchait comme ça jusqu'a maintenant ....
Juste pour dire qu'on peut encore aller de surprises en surprises, et je dirais comme Cyril (nlc), rien ne vaut un vrai test dans la vraie vie, la theorie reste des mots sur le papier qui ne valent que du vent s'il ne sont pas verifiés par l'experimentation
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Message par vehiculeselectriques » dim. 25 02 , 2007 13:58

Le débat théorie contre pratique n'est pas un débat scientifique mais plutôt littéraire donc sans interêt pour les sciences.

En science on ne les oppose ou divise jamais bien au contraire, théorie et pratique se complètent pour atteindre l'objectif en limitant les mauvaises surprises car utiliser l'un sans l'autre en apporte automatiquement.

on invente rien, on redécouvrir ce qui existe ou à exister:
la charge par impulsion existe depuis que les chargeurs existent, avec ses avantages et ses inconvénients...
maintenant tout dépend ce que tu entends derrière "charge par implusion" car ce qui existe c'est beaucoup de brevets et peu de chargeurs prouvant une efficacité sans contreparties :cry:

Il va être notament difficile de faire digérer une impulsion (dans le sens pic de tension utilisé pour la nicad) à une batterie lithium qui ne tolère pas la surcharge...
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Message par beo » dim. 25 02 , 2007 14:51

Tout a fait d'accord, theorie et experimentation sont indissociables...

..et bien justement, a partir d'experimentations, suivies de theories sur le papier, il est en train d'amener un chgt radical sur quelques idées reçues en la matiere
C'est par là :
http://www.tunecharger.com/perso-24217.htm

a rajouter, comme le site n'est pas a jour, qu'il a aussi testé avec du LiPo et que ça fonctionne aussi ...
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Message par nlc » dim. 25 02 , 2007 21:25

Houla ! Personellement je ne parlais pas de theorie ou pratique de la régé au niveau des batteries. Mais juste de l'energie qu'on est susceptible de recuperer en descente...

Moi mon intuition personelle c'est que la durée de vie d'une batterie, a peu de chose près, correspond à un certain nombre d'Ah total qu'elle va etre capable d'absorber et fournir. A condition bien sur qu'on respecte ses courants charge/decharge maximum. Et je pense qu'au final, quel que soit la facon dont on a utilisé la batterie, par exemple charge tous les soirs alors qu'elle est peu dechargée, charge tous les 3 soirs, etc..., ca doit revenir a peu près au meme au final.

De plus, faut pas oublier que de toute facon, les batteries li-ion ou li-po ont une durée de vie limitée dans le temps, dès qu'elle sort de production !

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Message par nlc » dim. 25 02 , 2007 21:35

En ce qui concerne les chargeurs a impulsions, ca fait un bout de temps que ca existe. Le but etait principalement de "decrasser" la batterie. Je ne sais pas si c'est efficasse et/ou utile sur les li-ion ou li-po, je ne connait pas assez bien ces technos.

Par contre ce qui est sur, c'est que le principe du tune-chargeur, je ne suis pas sur qu'il soit adaptable au li-ion ou li-po.

Car il fontionne sur le principe de l'elevateur de tension, il vient cycliquement recuperer de l'energie sur la source en la stockant dans une self (energie magnetique), et cette energie est ensuite renvoyée vers la batterie. Du coup ce type de chargeur s'adapte automatiquement a n'importe quelle tension de batterie, car quelle que soit sa tension, le chargeur arrivera toujours a lui envoyer des impulsions de courant.

Mais du fait que ce principe fonctionne "en courant", c'est a mon sens pas vraiment adapté au li-po et li-ion, puisque la fin de charge doit s'effectuer a TENSION constante, jusqu'a ce que le le courant passe sous un certain seuil.

Evidemment le chargeur fonctionnerait quand meme, puisque le BMS de la batterie coupera lorsque la tension d'au moins un element depassera 4.2V.

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