Optimisation de l'utilisation des batteries LiFePo4

tu te stabilises a une vitesse tu lis tension et intensité , puis tu ralentis tu lis tension et intensité
la resistance interne c'est (U2-U1)/(I2-I1) en ohm , tu devrais avoir quelque chose du genre 0.2 ou 0.3 au pire , au delà ça devient élevé!

cavallo pazzo a écrit:

Pour les voitures c'est déjà clair pour moi: une électrique est, à l'heure actuelle, plus polluante que n'importe quoi d'autre en mobilité individuelle, rien que par les pollutions induites (destruction de régions entières pour les matériaux des batteries, centrales au charbon pour la part d'énergie supplémentaire demandée..) donc il faut réellement chercher l'efficience pour avoir besoin d'une taille de batterie raisonnable, de l'ordre du kWh et pas de l'ordre de 50 kWh.
Vu que, contrairement à ce que certains ont voulu faire croire en venant nous attaquer, le transport purement électrique est polluant, autant limiter cette part au nécessaire et hybrider en musculaire et solaire.

Ce n'est pas tombé dans l'oreille d'un sourd.
Avec cette histoire de lithium, je suis désabusé. Je lis là que les réserves sont contenues, et ailleurs qu'elles sont infinies. Il m'apparait evident que détruire le superbe Salar d'Uyuni n'est pas vraiment une solution à la mobilité individuelle. L'Atacama fournit deja beaucoup, mais ce ne sera pas assez si l'occident (et le sud) veulent continuer à déplacer 1 tonne / personne.

Je suis preneur de tes calculs, Cavallo.

Suite pour ne pas pourrir le fil du LiFe: https://velorizontal.1fr1.net/assistance-electrique-f22/optimum-de-taille-poids-puissance-t8345.htm
On y mettra un max de calculs, et c'est l'occase de se remuer les méninges.

cavallo pazzo a écrit:

Vu que, contrairement à ce que certains ont voulu faire croire en venant nous attaquer, le transport purement électrique est polluant

Tiens tiens, on commence à pondérer !!!
Et je me faisais engueuler quand je préconisais à Sébastien de prendre une mobylette plutôt qu'un VAE
Les dernières Mercedés E sont à 4.5 l au 100
Avec un peu d'effort, une mob devrait pouvoir se contenter de 0.2 l voire moins

Tout ça en attendant de trouver LE stockage ... (et pour Ysope et Pastèque, ce n'est pas une question de magouille ou de course au profit : on ne sait pas faire et pourtant il y a de la demande alors chacun fait au mieux mais ...)

Pondérer quoi? La mob est une grosse daube méga polluante, plus qu'un semi-remorque sur certains points. Elle est en vente où, la mob à 0.2 L?
c'est face au vélo que je compare, bien entendu. Le reste... Vois les chiffres sur l'autre fil, ici c'est pour les LiFePO4.

merci dario de recentrer , nom de dieu vous allez pas pourrir "mon" fil a môôôa???

bien alors on va dissequer ces bestioles......
que trouce t on dans une batterie classiquement une fois la juperelevée......

alors voici un exemple avec des cellules prismatiques (on dirait des barres de cereales ) , un circuit imprimé sur le dessus ont le rôle n'est que de faciliter la connectique et le bms legerement décollé au dessus.....
vudel'autrecôté cela donne ça......

et sur cettephotoest bien visiblela"pieuvre" de fils partant du bms pour communiquer avec les cellules et reguler equilibrage, charge et decharge...

car reprenons , a quoi sert le BMS(battery management system)?
c'est en quelque sortel'ange gardien des elements dont il a la charge....
il a pour tâche de limiter le courant maximum que le controleur va demander aux elements , de limiter le courant maximum envoyé du controlleur dans le cas d'une regeneration , de couper la batterie en cas de tension trop basse pour proteger les elements contre la decharge profonde et de communiquer avec le chargeur lors de la chrge afin de n pas depasser une limite haute en tension lors de la charge (les chargeurs ne coupent pas d'eux même mais sur injonction du BMS qui detecte la limite haute (typiquement <=3.7v sur des lifepo)

son rôle est donc primordial et c'est lui qui determine en fin de compte la longevité , les performances et la securité de votre pack
un bon BMS peut etre cher (jusqu'a 250 euros pour des bms tres haute decharge) mais son choix est primordial
dans les applications courantes un BMS clssique fait parfaitement l'affaire en limitant le courant de charge a 1C et le courant de decharge a 3C , mais pour des batteries hautes decharges , des fortes capacités un BMS judicieusement choisi est necessaire.....

quelu'un(e) serait il calé pour expliquer le fonctionnement des tous nouveaux BMS transfert d'energie (que l'association peut se procurer en option!!)

demain on parle de décharge profonde.......youpiii!
thierry

Bon, j'apprends, j'apprends... je commence à comprendre ce que fait le BMS.

Par contre je ne vois pas la différence entre un BMS "classique" (qui limite la charge à 1C et la décharge à 3C) et un BMS "judicieusement choisi". Tu veux dire, judicieusement choisi en fonction du courant de décharge? (sachant qu'en charge, il vaut mieux de toutes façons rester en dessous de 1C pour la durée de vie de la batterie).

Exemple 1: si je compte consommer une puissance pic de 2000W sur une batterie 48V/15Ah, soit un courant de 42A, je suis en dessous de la décharge 3C (45A), donc un BMS "classique" me suffit.

Exemple 2: si je compte avoir les mêmes pics de puissance (2000W) sur une batterie 36V/10Ah, soit 55A, je suis bien au delà du 3C (30A), donc il me faut un BMS aux petits oignons qui limite le courant à 5C par exemple?

BMS à transfert d'énergie...
Je connais pour le plomb, pourvu que cela ne soit pas différent. Si je dis une grosse connerie, quelqu'un me reprendra, j'espère.

Lorsqu'une différence de tension est constatée entre 2 cellules contigues, à partir d'un certain seuil il y a transfert de la plus chargée vers la moins chargée. Si l'écart se creuse, le courant augmente. En dessous d'un seuil raisonnable, 75 mV sur du plomb, probablement 30 mV sur du LiFe, le transfert est stoppé jusqu'à la prochaine opportunité.
En travaillant ainsi d'élément en élément, l'égalisation se fait au final sur tout le pack, avec pourtant une intelligence très locale et répétable à l'infini, puisque c'est à chaque fois le même module à 3 fils gérant 2 éléments contigus.

Par rapport à un BMS à résistance, qui va passer en chaleur l'excédent, le BMS à transfert permet de limiter la chaleur et donc d'améliorer le rendement global. De plus cela peut se passer à n'importe quel moment, c'est une égalisation permanente, bien meilleure qu'une qui n'entre en action qu'à pleine charge, surtout lorsque l'on sait que la pleine charge tape dans la durée de vie du pack.

c'est ce que j'avais compris ,merci dario pour la pédagogie dont je ne me sentais pas capable.......

donc ça on a a l'association depuis peu .....sur demande car c'est un peuplus cher !!!!
thierry

Donc, sur le long terme, ça devrait être plus intéressant, ce BMS à transfert d'énergie, non? Même si c'est plus cher à l'achat, si ça prolonge la durée de vie de la batterie, au final ça reviendra moins cher en batteries. (faudrait pouvoir quantifier, mais je ne suis pas sûr que quelqu'un l'ait fait...).

Ceci dit, ça ne répond pas à ma question ci-dessus sur le choix du BMS: simple (max 3C en décharge), ou "judicieusement choisi" en fonction du courant de décharge envisagé. Quelqu'un pourrait m'éclairer là-dessus?

Merci!

bon on continue sur les BMS puisque la foule en liesse le réclame à corps et à cris......

on cnsidere generalement deux grands types d'elements en LiFePo4, les fortes decharge et les fortes capacité.....et parfois excistent des modeles hybrides ,mais bon on va simplifier.....

les fortes decharges acceptent des courant de charge et decharge jusqu'a facilement 10C charge et 30C decharge (et encore on peut pousser plus) , les fortes capacité un peu moinss mais toujours plus que les limtes clasiques" ds bms de 1C charge/3C decharge
alors pourquoi mettre toujours des limitations ainsi avec des BMS réglés a 3C max decharge?
pour deux raisons visiblement :
- premierement moins on poussera un pack et plus il fera de cycles , or en application VAE rares sont les personnes ayant besoin de plus que ces valeurs de charge/decharge......
-concevoir des BMS plus costauds est plus couteux et un peu plus compliqué......surtout que les fameux traditionnels BMS a "transistor bleeding" generent pas mal de chaleur comme l'a expliqué dario , mais les nouveaux a transfert d'energie seraient donc une solution encore plus adaptés pour les fortes puissances

il n'empeche , si besoin , on peut faire srtir et accepter a un pack beaucoup plus que le "traditionnel" 1C/3C il suffit juste de demander un BMS adapté......j'espere avoir repondu à ta question , apres tes beoins , c'est à toi de les determiner!!




thierry

Compris!

J'en conclus que: en application VAE, on ne dépassera guère des puissances de l'ordre de 1000W (400W en moyenne sur une montée), donc un besoin en décharge max de l'ordre de 20A sur une batterie 48V (40A sur une batterie 24V). Il faut donc choisir la batterie en conséquence, pour rester en dessous des 3C de décharge (soit 10 ou 15Ah pour une batterie 48V), et conserver un BMS "classique" et une durée de vie plus importante pour la batterie.

Tu dis que les BMS à transfert d'énergie sont encore plus adaptés pour les fortes puissances (moins de génération de chaleur), mais question durée de vie de la batterie ils me semblent adaptés à tout type de batterie/puissance.

La question est alors: quel est le surcoût de ces BMS à transfert d'énergie, par rapport au gain en longévité de la batterie? En gros, a-t-on une idée du coût d'amortissement de l'ensemble? (et donc aussi de l'impact sur l'environnement…).

aucune idée du gain en longevité de la batterie , c'est encore trop recent , juste des promesses......

Je verrai le prix, alors, et je me ferai mon idée...

J'ai trouvé une brochure (avec un p'tit schéma!) qui explique pas mal le fonctionnement d'un BMS à transfert d'énergie:
http://www.evamerica.us/BMS_Brochure1-19-07.pdf

bon continuons sur les batteries....
nous allons considérer le problème de la décharge profonde et le rôle méconnu du BMS dans ce domaine......

la tolérance des cellules d'une batterie a la décharge totale dépend du type de batterie:
-certaines cellules ont besoin d'être totalement déchargées de temps en temps (exemple NiCad)

-certaines s'en moquent (exple NiMh)

-certaines y sont sensibles mais survivent après tant bien que mal (exemple batteries plomb acide)

-d'autres sont irrémédiablement détériorées.....
c'est le cas des cellules a base de lithium qui en dessous de 2 v sont quasiment irrécupérables......

d'où l'importance de s'assurer que dans nos packs cela ne puisse survenir......

aucun type de cellule ne tolère une inversion de polarité , or une fois qu'une cellule est complètement déchargée continuer a lui demander du courant amènera a cette inversion de polarité

alors on se dit "pas de soucis mon contrôleur a une coupure en voltage bas (du genre 30v pour un contrôleur 36v ) et ceci ne peut pas arriver car 12 cellules a 30v cela laisse tout de même plus de 2.5 v par cellule , on a de la marge"......

oui ceci sera suffisant si on vivait dans un monde chimique idéal ou toutes les cellules du pack se déchargent a la même vitesse , ont la même capacité , que le pack est parfaitement équilibré une fois chargé et que toutes les cellules se déchargent avec une tension similaire....

mais ce n'est pas le cas , la tension moyenne du pack ne dit rien de la tension de chaque cellule

un exemple......
prenons une batterie de 30v nominaux (10S)dont le contrôleur associé possède une protection contre la décharge profonde réglée a 20v(c'est limite mais c'est encore acceptable) la tension moyenne du pack sera de 20v mais rien ne nous assure que chacune des cellules individuellement a une tension supérieure à la limite de 2V.....



on voit bien sur cet exemple que la tension lu par le contrôleur ne protège en rien chacun des éléments séparément contre la décharge profonde car plusieurs des éléments sont déjà irrémédiablement détruits tandis que la valeur limite est juste atteinte

c'est là que réapparait le bms...
en assurant un équilibrage constant des tensions des éléments que ce soit a la charge ou à la décharge le bms assure que aucune disparité entre les elements ne viendra leurrer le contrôleur

ainsi la protection en décharge profonde assurée par le contrôleur n'est efficace que parceque votre BMS joue un rôle exemplaire d'équilibrage en temps réel des éléments

Gloire au BMS , alléluia!
thierry pour cyclolibrius

J'ai lu qu'il y avait des batteries 72 Volts.

Ce n'est pas un peu dangereux ces tensions là.

J'ai appris que 50 Volts en continu c'est la limite entre le domaine basse tension et courant fort. (Courant fort = risque mortel).

Je dirais que 72V est déjà une tension qui peu être mortel surtout que vus que c'est des batteries de puissance, les ampères sont derrière et c'est bien connu c'est les ampères qui tue.
En plus c'est du courant continu donc potentiellement plus dangereux car il n'y à pas de passage à 0 donc si on tient un potenciel en main on ne le lache pas car les muscles restent contracté (coeur compris)
Mais je pense que 50V peux déjà être un risque si on est mouillé (pluie) ou moite (transpi).
Donc je ne saurai conceiller que la minucie en déconnectant la masse avant chaque intervention sur le vélo les risques deviennent pour ainsi dire nul .
Maintenant faut pas dramatiser il y danger mais il n'est pas pire que de faire le plein d'essence de sa voiture (la clop au bec ).

Je me suis un poil planté : (J'ai écris basse tension, ce qui est une erreur).

Je voulais parler d'installation à tension réduite :

- Installations à courant faible : moins de 50 Volts et moins de 3 Ampères. Télécommunications.

- Installations à courant fort : plus de 50 Volts ou plus de 2 Ampères.

- Installations à basse tension : entre 50 et 1'000 Volts et plus de 2 Ampères.

- Installations à haute tension : plus de 1'000 Voltes et plus 2 Ampères.

- Installations à tension réduite : courant fort ou faible et moins de 50 Volts n'ayant pas de liaison avec un réseau de tension nominale plus élevée.

C'est vrai qu'une batterie de voiture 12 V chatouille déjà un peu.

Une règle d'or : Ne jamais travailler avec les deux mains. Le courant risque de passer par le coeur. Selon les conditions, pour vérifier si une tension est crispante : appliquer le dos du doigt. Comme ça le doigt se contracte en s'éloignant du fil électrique.

@Pastèque, A tu le shéma du BMS à transfert d'énergie...?
Ne serais ce pas plutôt un BMS équilibreur...
Ce n'est pas que cela ne peut pas existé...mais je n'en ais encore jamais vue sur du lithium...
De toute façon, sur un VE/VAE avec du lithium il faut un BMS équilibreur si on veut garantir la durée de vie de la batterie sans faire de l'équilibrage "manuel" !

Snickers a écrit:

@Pastèque, A tu le shéma du BMS à transfert d'énergie...?
Ne serais ce pas plutôt un BMS équilibreur...
Ce n'est pas que cela ne peut pas existé...mais je n'en ais encore jamais vue sur du lithium...
De toute façon, sur un VE/VAE avec du lithium il faut un BMS équilibreur si on veut garantir la durée de vie de la batterie sans faire de l'équilibrage "manuel" !

ce sont bien des BMS a transfert d'energie (dont je n'ai malheureusement pas le schéma) et non simplement des BMS equilibreurs
de ce que j'ai dit précédement ressort bien evidement que tout pack lithium "acceptable" devrait etre muni d'un BMS equilibreur.....

un BMS qui n'equilibre pas en temps réel à la charge et à la décharge ne se contente de faire une protection en charge et décharge que sur la tension globale du pack (qui n'est pas révélatrice de la tension de chaque element isolé) et n'assure quasiment aucune protection des elements , a rejeter systematiquement!!!

revenos aux batteries avec une methodepas à pas pour tester votre batterie et savoir ce que'lle vaut vraiment (et qualité du bms)
il suffit d'un mulitimetre et d'un peu de atience
-débarrasserla batterie de sa coque , emballage , etc......
-separer le bms des elements (le decoller souvent) sans toucher aux connections de maniere a faire apparaitre la plaquette de connexiondes elemnts ou même les bornes des elemnts le cas échéant

-a partir d'une batterie dechargée , mesurer la tension de chaque element puis commencer la charge en suivant l'evolution de la tension de chaque elemnt (plus facile sur les packs composés depeux d'elements serie) et en meme temps l'evolution du pack complet
si un elemnt reste a une tension inferieure il y a tout lieu de suspecter que cet elemnt a un défaut , mesurer aussi la capacité du BMS a equilibrer la tension des differnts elemnts en temps réel

-pour la decharge faire de même en utilisant une "charge" composée d'ampoules H4 de voiture en serie (3 ou4 selon la tension ) ou meme un "gateau d'anniersaire" de lampes demaniere a obtenir une puissance dissipée superieure......

une regle generale concernant les premiere utilisations des batteries LIFEPO: ne pasles decharger fortement lors des premiers cycles (eviter de toute maniere même ensuite) mais rester dans le 50% de capacité superieure sur au moins 25 cycles , les packs s'en trouveront bien mieux......

thierry

@ vercovelo : excellent ce lien sur les bms a transfert d'energie....merci

maintenant un "devoir de vacances" pour demain o jeudi au plus tard .....
est il necessaire de contraindre nos elements lifepo4 (entre plaques metal pr exemple) de maniere a maitriser la dilatation des cellules?

je cherche une réponse précise et detaillée a cette question apparue de nombreuses fois dans mes recherches , toute aide et contribution bienvenue......

thierry

La pression risque de monter ?
Plus le système de fixation est rigide plus on prendre un risque d'explosion, non.

A mon avis, il ne faut surtout pas trop essayé de contenir la dilatation mais plutôt la gérer sans essayer de la contrer.
C'est vrai que retrouver sa batterie en choux fleur...ce n'est pas drôle non plus !
Ah je n'aime pas beaucoup ces élements prismatique qui gonflent...

je laisse cette question en suspend ..il semblerait neammoins que en dessous de 3C regulier en charge/decharge , la necessité d'une contention n'apparaisse pas....la dilatation etant assez faible
au dessus (genre utilsitaion voiture electrique....toyota je crois avoir vu des photos)
je creuse mais suis preneur d'infos , cette question tourne pas mal chez les utiliteurs de batterie.......


aujourd'hui je vous invite simplement a aller faire une petite visite au cycle Cyclolibrius....

nous venons d'ajouter une page "assez incroyable" baptisée "tout ce que vous avez voulu savoir sur les batteries" et représentant un nombre deliens assez inégalé dans la francophonie......(j'ai dû respirer trop d'oxygène ce matin )
grand merci à eric pour son fabuleux travail......

thierry

bon je me succède a moi même , si cette page vous ennuie n'hésitez pas j'arrête ma logorrhée........

bon......puisque pas de manifestation dans les cinq secondes je continue avec la question de la position de la batterie , verticale or not verticale?

c'est définitif pour moi : batteries LIFEPO4 en position verticale préférentiellement voire impérativement!

l'électrolyte liquide est une solution d'hexafluorate de lithium dans des solvants organiques ( Ethylene Carbonate (EC) + DiEthyl Carbonate (DMC) + DiEthyl Carbonate (DEC) + Ethyl Acetate (EA) )
les cellules sont construites avec une valve de sécurité assujetti par ressort 'au centre en haut de la cellule) la valve n'est pas prévue étanche donc en position horizontale ou renversée un écoulement est envisageable!!!


un autre problème est que l'électrolyte ne recouvrira pas totalement l'électrode interne si la cellule est allongée d'où une capacité diminuée fortement et d'une durée de vie fortement limitée
en position horizontale la batterie fonctionnera mais risque de se dégrader très rapidement
et encore tout ceci n'est que du point de vue électrolytique et non du point de vue mécanique.......

thierry

Oui, mais les électrons devront vaincre la gravité pour sortir.