Supercondensateurs

Vous en pensez quoi ? : https://www.greentechee.com/super-capacitor-and-battery-pack-combined-as-power-supply-in-electric-bicycle_n68

Vincsz a écrit:

Vous en pensez quoi ? : https://www.greentechee.com/super-capacitor-and-battery-pack-combined-as-power-supply-in-electric-bicycle_n68

En soi, le système n'est pas inintéressant. Il n'est pas vraiment nouveau non plus. Un tel système était déjà opérationnel sur des bus électriques il y a plus de dix ans.
Mais depuis dix ans, la capacité de décharge instantanée des batteries a augmenté. La puissance d'un vélo électrique n'est pas énorme et le ratio puissance moteur sur capacité batterie est raisonnable sur un vélo électrique. On peut aussi se poser la question de la puissance maximum d'utilisation réelle par rapport à la puissance réglementaire (environ 600W vs 250W) et peut être penser une réglementation un peu plus précise sur le sujet.

Vouloir augmenter la durée de vie des batteries est très louable. Une des méthodes les plus simples est de ne pas charger a fond ou lorsqu'on est chargé a fond faire une décharge lente jusqu'à 88-90% pour que la batterie ne reste pas chargée à 100% longtemps, ce qui l'abîme. De même, il faut éviter les décharges profondes. Et lorsque la batterie n'est pas utilisée pendant longtemps, la laisser a un niveau de charge de stockage approprié (qui est généralement entre 50 et 60%). Un BMS (Battery management system) peut gérer seul ces décharges lentes, c'est très simple à faire et le coût serait dérisoire. Et simplement utiliser 80% de la capacité "officielle" au lieu de 100% permettrait d'augmenter beaucoup la durée de vie des batteries, il y a eu des études sur le sujet.
Si tu cherches un chargeur pour vélo électrique de bonne facture, tu n'en trouveras que deux (le cycle satiator et le Luna charger) a un prix plus élevé que le justifie leur complexité technique mais c'est le prix de matériel de petite série parce que c'est un marché de niche.
Quand tu vois la complexité des chargeurs de modélisme par rapport à un chargeur de vélo fut il sophistiqué, tu comprends qu'il y a un problème. Mais le marché des chargeurs de modélisme est énorme, il existe des circuits électroniques spécialisés qui font que la conception est facile.

Avant de développer des techniques complexes et chères, il me semble qu'on devrait d'abord voir ce qu'on peut faire avec des technologies existantes à faible coût.

Le marché des batteries de rechange est extrêmement rémunérateur, pourquoi les fabricants de motorisation feraient t'il le moindre effort pour tuer la poule aux œufs d'or?

Le problème n'est pas technique, c'est un problème de standardisation/réglementation.
Les fabricants de motorisation électrique ont déjà prouvé qu'un matériel durable était tout sauf intéressant pour eux, donc la réponse ne viendra que de la réglementation.

Ca résoudrait peut-être le problème du frein moteur dans les grandes descentes

Mais ça doit prendre du volume et surtout les constructeurs auto ont l'air d'avoir du retard ou même abandonné la chose

En 2006 c'était une bonne idée. Mais depuis, les capacités en courant des BONS éléments suffit très largement pour des vélos.
Je renvoie chaque matin 1'100 W dans ma batterie, elle a plus de 12'000 km et se porte comme un charme. Pourquoi transporter du poids mort quand je peux transporter de l'énergie utile à la place ?
Il faut avoir des besoins en pics de puissance de fou pour qu'une batterie bien faite ne suffise pas.

Plus de 2000 vélos à super condensateurs devraient être en vente en 2022, en particulier chez Boulanger (pi pop ? ufeel ?)

La boite qui les produit est à Olivet, prés d'Orléans : Veloci du groupe STEE
Il y a une boite belge qui fait des VAE aussi qui a le même nom

J'ai du mal à trouver des infos à part le marketing habituel : le plus écologique, du début à la fin avec des condensateurs à base d'aluminium et de carbone

J'avoue que ça me scie mais je ne peux pas mettre en doute ces infos (un condisciple)

Les supers capa, cela vaut super cher.
100€, pour 1.5W.h et comme dirait PRZ et cavallo pazzo C’est complètement inutile, vu les taux de décharges possibles de cellules depuis 2010.
effectivement où sont les caractéristiques de ce velo à super condo  ??????
Puissance musculaire de charge et autonomie en montée, capacité des super condo ????
https://pi-pop.fr/index.php/velo-a-super-condensateurs/

Velo « pipo » ou pipop, j’aimerai bien le voir monter 5km une pente à 10% à 25km/h pour une charge de 100kg, sans compter la resistance au roulement et aerodynamique correspondant à l’energie demandé par le plat
energie=mgh/3600=100kg*9.81*500m/3600=136W.h   temps de montée 12 minutes

bref, sur ce lien, un article de 2014 avec des mesures combinant super condo et cellule lithium
https://hal.archives-ouvertes.fr/SGE2014/hal-01065432/file/SGE2014_Vehicule_faible_conso_eco_marathon.pdf

j’adore les titres les medias : « le velo revolutionnaire  qui roule sans batterie » mais ou sont les caracteristiques    ?????
https://www.lefigaro.fr/societes/2019/03/19/20005-20190319ARTFIG00002-u-feel-le-velo-electrique-qui-roule-sans-batterie.php
https://www.larep.fr/olivet-45160/actualites/cette-societe-loiretaine-a-invente-un-velo-revolutionnaire-qui-se-recharge-en-pedalant_13555048/
https://www.leparisien.fr/loiret-45/pipop-un-velo-electrique-sans-batterie-made-in-loiret-14-01-2022-VOKYTEIFYFDZFHXHOQJCBSEIW4.php

Il est vrai que les super condos on une durée de vie de 15 ans dans de bonne condition, mais l’electronique a une durée de vie de 10 ans…
Autant prendre des lipofer qui ont une duree de vie de 8 ans normalement, Le double des cellules MCN.

j’ai une batterie qui a 45 000 km lipo de 2011 mais je viens de la changer…..
car je suis faignant (ou pas le temps) de changer la cellule défectueuse, donc on ne saura pas combien de km, aurait pu faire les autres elements.

bref, ce velo pipo ne va pas promouvoir l’utilisation du velotaf

Invention d' Edgar Tournon qui utilise aussi des supercondensateurs : VAE sans chaine et sans batterie !
https://www.isabelleetlevelo.fr/2021/01/05/un-velo-sans-chaine-ni-batterie-il-pourrait-revolutionner-la-mobilite-active/
vous en pensez quoi ?  

L'application sur un vélo couché semble très intéressante : supprimer la chaine c'est supprimer du poids, des pertes de rendement, du bruit, des ennuis mécaniques.
Mais quid du rendement du système Tournon ?
_
Sur la page il y a un lien vers sa thèse de plusieurs centaines de page que je n'ai pas pris le temps de lire.

Comme Edgar Tournon le dit lui-même, son concept ne va pas remplacer les VAE existants, les cas d’usage sont différents.
L’idée du velobus par exemple est très intéressante.

Pour l’application à nos vélos, je reste dubitatif, cela a été débattu précédemment : masse du système alternateur+SC+moteur probablement nettement supérieure à une chaîne même longue, rendement global au mieux inférieur à 80% contre au moins 90% pour une chaîne, etc. En solo, sans charge extérieure ça limite l’usage à des trajets plutôt urbains, pas trop longs, pas forcément là où un vélo couché est le plus justifié au départ.

Il y a déjà un sujet ouvert sur ce vélo Pipop: https://velorizontal.1fr1.net/t26808-pipop-ou-pipeau

Fusion?

.... et un autre sujet où il est question de stockage par supercapacité + transmission sans chaîne dont la thèse d'Edgar Tournon et le Pipop....

https://velorizontal.1fr1.net/t24532-velo-electrique-a-stockage-par-super-capacites?highlight=super+capacité

Samural a écrit:

Il y a déjà un sujet ouvert sur ce vélo Pipop: https://velorizontal.1fr1.net/t26808-pipop-ou-pipeau

Fusion?

Je dirai pas fusion, pour suivre l'évolution positive ou négative de la Société Pipop.

J’ai lu la thèse très intéressante et regarder la soutenance qui ont permis d’avoir des infos
Ce sont 22 capa de 500F à 150euros, pour une énergie de 9W.h

J’ai fait un comparatif des super capa pour le même prix, masse, volume avec les batteries mais je l'ai mis sur mon poste car j'ai fait aussi une réflexion sur la mobilité avec un tel engin……et sa stratégie de gestion d'energie.
https://velorizontal.1fr1.net/t26508p125-engin-electric-de-l-iut-de-l-aisne-2021-reflexions-sur-la-mobilite#685803

Le posteur original s'est lassé du sujet ? Unique message, pas de présentation...

peut etre un commercial pour les super capa GTCAP ????? pour avoir mis leurs lien de ce fabricant
https://www.greentechee.com/uploadfile/attachment/84e3d50de9c389079d2795716ad241e5.pdf


Pour ma part, cela ma permit de découvrir les nouveaux super capas hybrides que je ne connaissais pas et qui sont bien moins cher que les autres.
Est-ce que les cycles de charges et décharges annoncées est réel ?
Sachant qu’il n’y a pas de courbes de décroissance de la capa en fonction des cycles et en fonction de la température pour 70°C ?
car il faut 6 ans d'etudes avec un taux de decharge et charge à 20C pour tester 500 000 cycles annoncés

par contre, C’est la première fois que je vois le courant d’auto décharge annoncée dans les caractéristiques…..

Sinon, un utopiste qui voudrait utiliser un réservoir d’énergie électrique sans obsolescence et sans masse ?

Que le nombre de charges-décharges soit de 500 000 ou 10 000, c'est pas ça qui fera que ça va décoller ou non

C'est bien la capacité, la densité volumétrique en particulier, qui pèche pour le moment, enfin vu de l'extérieur ...

Si l'électronique tient le coup, les super capas iraient mieux sur nos vélos en régénération que les accus car elles acceptent des pointes de puissance
Avec les batteries actuelles, la régération s'arrête dès qu'on va vite ...

La solution semble être un mixe bien dosé de supercapacités + batteries pour associer les qualités des deux technos...?

C'est en tout cas ce que propose quelques marques comme le français Anod ou le néerlandais Ostrichoo. Et pour ce dernier, je m'étonne du prix raisonnable des bécanes.
De plus, ils annoncent retrouver 80% d'autonomie après une recharge de 8 minutes. C'est moins que le temps nécessaire à avaler un café ou un ballon de blanc sirop de menthe au comptoir.

cyclopette a écrit:

De plus, ils annoncent retrouver 80% d'autonomie après une recharge de 8 minutes. C'est moins que le temps nécessaire à avaler un café ou un ballon de blanc  sirop de menthe au comptoir.

Ostrichoo Caesar batterie de 504Wh 80% = 403Wh en 8min pas évident de trouver une prise de courant délivrant plus de 3KW au bistrot du coin (pour mémoire, la grosse majorité des bornes de recharge automobile n'acceptent pas les recharge de VAE).

C'est fallacieux de faire miroiter au client quelque chose que les infrastructures électriques ne permettent en général pas.

Parfois ils ont la prise européenne 220V. Je me branchais sur celles-ci quand j'étais vraiment a plat sans soleil durant mon voyage.

Et il y a des adaptateurs de prise type 2 également.

Fleur a écrit:

C'est fallacieux de faire miroiter au client quelque chose que les infrastructures électriques ne permettent en général pas.

Détrompez-vous, il y a longtemps que les restos d’altitude , en station, ont compris tout l’intérêt d’être répertorié sur les  circuits de VTT, de préférence à 1/2 du chemin.  
Les familles et groupes de niveau disparate n’ont d’autre choix que de louer des VTT-AE s’ils veulent finir le circuit « Bouquetins » ou « Chamois »  sans être complètement explosés aux 4 coins de la montagne, avec halte gaufres / tartiflette pour faire patienter le temps de la recharge, offerte par l’établissement. Il n'est pas rare de voir 6 ou 12 prises alignées en parallèle, pouvant accueillir deux groupes simultanément….
Bref, les auberges de plaine  ne sont pas plus stupides que leurs cousines de Savoie ou du Valais et s’équiperont aussi bien de l’attirail ad-hoc pour ravitailler les aventuriers et rebooster leur monture.

https://www.verbier.ch/ete/inside/a-faire/activites-sportives/tout-lunivers-du-velo/bornes-de-recharge-electriques/

Ces prises ne sortent pas les plus de 3KW nécessaire pour recharger à 80% 504Wh en 8 minutes.

Je m'étonne de la capacité des supercondensateurs utilisés par Ostrichoo. Leur modèle Lucius a un supercondensateur de 200 Wh qui ne pèse que 3,5 kg. et dont le volume est similaire à celui d'une batterie Li-ion classique.

Cherchez l'erreur, car les supercondensateurs du commerce ont une énergie massique comprise entre 4 et 10 Wh/kg ou une énergie volumique comprise entre 4 et 14 Wh/l

Ostrichoo ne fait nulle part état d'une éventuelle combinaison batterie Li-ion + supercondensateurs, comme l'Anod.

Sur Tweewieler.nl, j'ai trouvé une interview de Michael Hu, le boss d'Ostrichoo:

La technologie de la Formule 1 dans le vélo électrique : le supercondensateur comme alternative au lithium
Le supercondensateur fait ses preuves dans les ordinateurs, les outils à main, les bus et même les voitures de Formule 1. Selon Michael Hu, cette alternative durable à la batterie au lithium n'aurait rien à envier aux vélos électriques. Voici l'histoire de son vélo électrique Ostrichoo.

Michael Hu, originaire de Chine mais élevé à Dordrecht (NL), a étudié les sciences de la communication à l'université de Wageningen. Il a travaillé comme programmeur pendant un certain temps, a fait quelques détours, mais a finalement décidé de réaliser son rêve : devenir son propre patron. Mais dans quelle entreprise et dans quel secteur ? Michael n'en avait aucune idée, jusqu'à ce qu'il discute avec un ami chinois en 2019.

Cet ami travaillait en Chine dans une entreprise qui produisait des supercondensateurs. On les trouve - en version très réduite - dans les PC, où ils absorbent les pics de tension. L'ami chinois en fabriquait des versions XXL : des supercondensateurs qui servent (en partie) à alimenter les autobus urbains. "Au cours de notre conversation, la question des vélos électriques a été soulevée", raconte Michael. "Mon ami a constaté que la production de vélos et de composants commençait à prendre des proportions gigantesques. Il s'est alors demandé à haute voix pourquoi les fabricants de vélos électriques choisissaient encore des batteries au lithium et non des supercondensateurs. Je l'ai regardé avec étonnement. Il m'a expliqué le processus chimique qui se déroule à l'intérieur d'une batterie au lithium et le fonctionnement simple et sûr d'un supercondensateur. Si une telle batterie peut alimenter un bus, elle peut certainement aussi alimenter un vélo", a-t-il fait valoir.

La conversation avec son ami n'a pas laissé Michael insensible. Il s'est penché sur la batterie au lithium et le supercondensateur. Il a également analysé le marché des vélos électriques. "Lorsque j'ai vu comment les chiffres de vente évoluaient et quels étaient les aspects négatifs de la batterie au lithium, j'en ai su assez. Il y avait beaucoup d'opportunités pour le supercondensateur".

Opportunités pour les supercondensateurs. Quelles sont donc ces possibilités par rapport à l'omniprésente batterie au lithium ? Michael souligne tout d'abord le temps de charge extrêmement court. Le chargement ne prend qu'une fraction du temps nécessaire pour charger une batterie au lithium. À titre d'exemple, il cite une application de haute technologie du supercondensateur. Les voitures de Formule 1 en sont équipées pour stocker l'énorme quantité d'énergie libérée lors du freinage. Un supercondensateur peut non seulement stocker cette quantité d'énergie à la vitesse de l'éclair, mais aussi la restituer à la vitesse de l'éclair.

Et puis il y a le nombre de cycles de charge. Un supercondensateur s'use beaucoup moins qu'une batterie au lithium et peut être rechargé plus de 2 000 fois sans problème. En outre, un supercondensateur est à l'épreuve du feu, car aucun processus chimique n'a lieu dans la batterie.

L'entreprise de son ami pouvait fournir un condensateur pour un vélo électrique. L'entreprise elle-même ne voyait pas l'intérêt d'entrer sur le marché avec un supercondensateur. Elle n'avait aucune entrée dans l'industrie du vélo. Michael a décidé de tenter sa chance auprès des fabricants de systèmes de propulsion électrique et de vélos électriques. Des rendez-vous ont été pris avec plusieurs fournisseurs. "Mais aucun d'entre eux n'y croyait. Les piles au lithium étaient connues, pas les supercondensateurs".

Le scepticisme des fabricants à l'égard du supercondensateur n'est toutefois pas très surprenant, reconnaît Michael. En fait, cette forme de stockage d'énergie présente également de sérieux inconvénients. Le plus important est la faible capacité de stockage, qui se traduit par une autonomie réduite. Lorsque le fabricant chinois de supercondensateurs a construit un supercondensateur dans un boîtier existant, il avait une capacité d'environ 150 Wh. Ces watts - en fonction de l'utilisation, bien sûr - s'épuisent après environ 35 km. Ensuite, il y a le temps de vidange. Un supercondensateur non utilisé pendant trois mois est vide.

Ne se laissant pas décourager, le jeune entrepreneur s'est jeté à l'eau et a décidé de construire son propre vélo électrique avec la technologie des supercondensateurs. "Pour les citadins qui parcourent de courtes distances et qui ne veulent pas dépenser beaucoup d'argent pour un vélo", explique-t-il. À la recherche de partenaires pour construire son vélo électrique, Michael a réservé un billet d'avion pour Shanghai et s'est promené pendant une semaine au China Cycle Show. "J'y ai pris contact avec des concepteurs, des constructeurs de cadres, des fabricants de moteurs et des fournisseurs de composants. À la fin de la semaine, j'avais une vue d'ensemble et le développement de la bicyclette électrique pouvait commencer".

Avec ses deux modèles, Michael Hu a réussi en peu de temps à donner à Ostrichoo une place modeste sur le marché. Mais son ambition va beaucoup plus loin. "Nous voulons doubler notre production chaque année. Cette année, nous visons 600 unités. Pour atteindre ce chiffre, nous avons développé le Zeno - un modèle urbain branché avec une batterie intube - en plus du Nero et du Julius pour 2021. Bientôt, le Lucius viendra s'y ajouter". Pour vendre effectivement les 600 unités prévues, Ostrichoo développe également le canal des revendeurs. "Mais nous misons aussi sur d'autres canaux de vente. Les hôtels qui louent des vélos, par exemple. Nos vélos et surtout les batteries sont absolument inviolables. Un supercondensateur peut résister à une grosse bosse, mais aussi à une chute. De plus, la batterie est rechargée en une demi-heure, elle dure des milliers de charges et sa capacité ne diminue pas.

Michael et son ami chinois spécialiste des supercondensateurs travaillent également d'arrache-pied à l'augmentation de l'autonomie de la bicyclette électrique, son talon d'Achille. "Nous allons fabriquer un prototype doté d'un système de freinage régénératif. Comme en Formule 1. Nous allons équiper l'e-bike d'un frein électrique, capturer l'énergie de freinage et la stocker dans le supercondensateur. Cette technologie est déjà utilisée sur certains vélos électriques équipés de batteries au lithium, mais ces batteries ne peuvent pas stocker la quantité d'énergie fournie aussi rapidement. En outre, la durée de vie de la batterie au lithium diminue rapidement parce qu'elle est rechargée très souvent. Un supercondensateur supporte beaucoup mieux les pics de courant et peut également résister à des recharges de courte durée. Michael souhaite obtenir au moins 20 % d'énergie supplémentaire grâce au système de freinage régénératif, mais il sait que ce chiffre est optimiste. "Après tout, les systèmes actuels au lithium ne régénèrent que 3 à 5 % de l'énergie. Mais mon enthousiasme ne se laisse pas dompter".


On n'apprend pas grand chose dans cet article, mais on y voit les supercondensateurs en question, qui n'ont pas la forme cylindrique classique. Cela permet une énergie volumique plus élevée, mais l'énergie massique reste la même:

Ce sont des cellules lithium souples !  Faibles taux de charge et de décharge, tout le contraire d'un super condensateur.


C'est à classer dans les énergies éoliennes, il ne propose que du vent !

Comme l'article ci-dessus fait référence à des supercondensateurs utilisés dans les bus, j'ai orienté mes recherches vers ce domaine et j'ai trouvé un fabricant qui pourrait bien être le fournisseur d'Ostrichoo.

Ils ont effectivement des supercondensateurs plats dans leur gamme de produits, dont certains affichent une énergie massique de 100 Wh/kg. Cela colle avec le système Ostrichoo. Dans les applications de ces supercondensateurs, ils mentionnent d'ailleur les VAE à charge rapide!


CQFD?

J'ai aussi regardé ce que propose Ostrichoo.

Pour faire simple, leur batterie de 500Wh pèse 7kg soit plus du double du poids d'une batterie Liion classique de VAE de même capacité.

Cela reste un gros inconvénient pour les VAE qui sont de plus en plus nombreux à avoir des batteries de plus de 700Wh (qui pèserait 10kg).

A noter que le poids d'une batterie de VAE ne dépend pas que du poids des cellules, il faut aussi un boitier et assemblage sophistiqué qui garantit l'étanchéité de la batterie et sa résistance aux chocs (notamment aux testes de chute = drop testes) qui ajoute du poids à celui des cellules.

Pour le reste, il n'y a effectivement pas beaucoup d'informations.

Pour ce qui est des batteries Liion et de leur durée de vie, il y a plusieurs sociétés qui commercialisent des batteries avec anode en titanate de lithium qui supportent un nombre de recharges 10 à 20 fois supérieur au batteries classique avec anode en graphite et ce quqsiment sqns perte de capacité et supportent aussi des courants de charges et décharge beaucoup plus élevés.
Il est aussi difficile de se faire une idée des avantages et défauts réels de ces batteries car les technologies de ces différentes sociétés semblent très différentes les unes des autres (comme l'indiquent les tensions de sorties de leurs cellules très différentes - entre 1,5V et 2.6V - d'une technologie à l'autre) et elles gardent jalousement leur technologies secrètes.

Pour ce qui est des courants de recharge beaucoup plus élevés, c'est un avantage pour des batteries de faible capacité, mais pour les plus grande capacités, on arrive rapidement aux limites de courant disponible sur une prise standard et pour les bornes pour voitures électriques à ce que le réseau électrique est capable de fournir si il y a plusieurs bornes de recharge à un même endroit.