Comparaison de la dégradation du pack batterie

[Chris.]

Bonjour,

Suite à mes recherches sur les données techniques des différents pack de batterie je suis tombé sur des mesures réalisées par un laboratoire qui me semble intéressant de partager.

En effet le laboratoire a mesuré les capacités du pack batterie en démontant celui-ci à différents intervalles (400miles, 4'000 miles, 12'000 miles, 24'000 miles) en considérant au minimum 4 véhicules par modèles et en testant 8 modèles différents.

 

Le pack batterie étant démonté pour réaliser les mesures, il s'agit des données de la capacité totale et non utilisable

 

J'ai synthétisé les résultats en prenant en compte la moyenne sur les 4 véhicules de chaque modèle :

 

La majorité des modèles testés ont une perte d'autonomie de 6 à 10% après 20'000km, à l'exception de la Nissan Leaf qui affiche une dégradation de la batterie de 17% à 20'000km et 27% à 38'000km.

Cela s'expliquerais par une dégradation plus importante des cellules dus à l'absence de refroidissement actif du pack batterie.

 

Vous trouverez ci-dessous un exemple de rapport de test réalisé pour chacun des véhicules:

https://avt.inl.gov/sites/default/files/pdf/fsev/batteryi5486.pdf

 

Les données brute sont également disponibles dans le fichier excel ci-dessous avec les liens vers chaque rapport de test

https://drive.google.com/file/d/17OXwcnrUF_kG5lgybQ3y25baTgEbyT61/view?usp=sharing

 

Si on se base sur les mesures réalisés sur les Tesla model S on constate une dégradation rapide jusqu'à 20'000km et ensuite un ralentissement de cette dégradation.

https://steinbuch.wordpress.com/2015/01/24/tesla-model-s-battery-degradation-data/

[elthib]

et beh c'est pas brillant les leaf...

[seb@maccagnoni]

Très intéressant... Et quelque peu inquiétant.

Je serais intéressé par la même chose à 50 000 km et à 100 000 km...

[Chris.]

Il serait effectivement intéressant d'avoir les données à 50000km et 100000km, cependant je crains que les essais soient désormais terminés.

En effet les véhicules sont désormais en vente :

 

Ex : Mercedes B 250e VIN : WDDVP9AB8FJ005042 en vente à 21'000 miles

https://avt.inl.gov/sites/default/files/pdf/fsev/batteryBClass5042.pdf

http://www.autoquid.com/car-detail/other/2015-Mercedes-Benz-B-Class-Electric-2015-Mercedes_142350088264.html

 

Mercedes B 250e VIN WDDVP9AB3FJ005157 en vente à 18'900 miles

https://avt.inl.gov/sites/default/files/pdf/fsev/batteryBClass5157.pdf

https://www.ebay.com/itm/2015-Mercedes-Benz-Other-/222626140946?hash=item33d58d5312:g:7YAAAOSwhGlZowAd&vxp=mtr

[Teirhy]

Très intéressant... Et quelque peu inquiétant.

Je serais intéressé par la même chose à 50 000 km et à 100 000 km...

 

50 000 passé et 6.5% de détérioration (5.1% pour la meilleur et 8.5 pour la pire) je suis toujours au dessus des 27kWh

[SoulEV2016]

Je serais intéressé par la même chose à 50 000 km et à 100 000 km...

 

comme ça ?

http://www.mykiasoulev.com/forum/viewtopic.php?p=7780

 

 

CED = Cumulate Energy Discharged (kWh).

[Invité]

Bonjour

je suis sur que l'étude à été bien mené, mais 4 véhicules seulement par modele, c'est un échantillon faible

quelle on été les condition d'usage des voitures

leurs mode charge

la région ou cela à été fait

et j'en passe

 

 

dans nos vie, tous les paramètres font l'usure des batteries et on le sait

rien que sur ce forum , les conditions d'usages sont multiples et varié

il est dommage que par une fausse manoeuvre un utilisateur ai détruit le tableau que j'avais mis en place pour le soulEV

pour ceux qui serais intéresser , j'ai une sauvegarde jusqu'au 11 juin 2017

Patrick

[Invité]

Bonjour,

Tout à fait d'accord avec gepeliste62: cette étude, de part son échantillonnage ridicule, ne peut en aucun cas être considérée comme fiable. Une autre faite avec des conducteurs différents, avec des habitudes différentes, dans d'autres contrées donnera des résultats différents. De plus la technologie des cellules de batteries évolue sans arrêt, d'une année sur l'autre les caractéristiques sont différentes: qui peut dire que cela se fait à l'avantage, ou au contraire au détriment de la longévité? Il faut accepter être dans une période de création et d'innovations, et vivre un peu au jour le jour!

[alfniev]

Et il y a un élément important : le pack est démonté pour mesurer la capacité totale !

 

Sachant que les constructeurs gardent de la marge sur les packs (Exemple : batterie de 24 et 21 utilisable )

[ChristophedeNiort]

Une analyse selon le kilométrage est pour le moins en trompe l'oeil.

En effet la dégradation d'une batterie est liée à :

- l'âge de celle-ci, la batterie se dégradant qu'elle serve ou pas,

- nombre de cycles de charge et décharge.

Donc pour un même modèle de voiture, celle avec la plus forte capacité, même si elle consomme plus et donc nécessite de sortir plus d'énergie de la batterie pour la même distance, devrait présenter une moindre dégradation puisqu'ayant nécessité moins de cycles pour cette distance.

Je m'explique, la batterie de 41 kWh a une légère incidence sur la consommation de la Zoé par rapport à la batterie initiale du fait d'un surpoids, disons moins de 5 %. Si les batteries utilisent la même technologie, à priori elles auront les mêmes courbes de dégradation en fonction des cycles et du temps, mais utilisées dans les mêmes conditions et de la même façon un même kilométrage ne présentera pas le même nombre de cycles donc pas la même dégradation en fonction du kilométrage, exemple pour une Zoé, 50 000 km représente:

- 250 cycles pour une R240 (consommation moyenne de 13,3 kWh/100 km),

- 163 cycles pour une R90 (consommation moyenne de 14,0 kWh/100 km - + 5 %).

Dans les faits, la technologie ne semble pas être la même et donc la courbe dégradation en fonction des cycles pas la même.

Dans les éléments fournis, la seule courbe présentée en cycle concerne les TMS (https://steinbuch.files.wordpress.com/2015/01/chart-3.png?w=1024), avec les bémols suivants :

- courbe intégrant la perte due au temps (vampire loss in Wh/day * batterie life in days) ce qui augmente le nombre de cycles sans que cette énergie soit utilisable pour faire des km

- courbe établie selon la moyenne des capacités (average battery - avec une surprésentation des 85 par rapport aux 40, 60 et 70).

 

Donc à minima, il manque la consommation moyenne pour ramener cela en cycle et pouvoir vraiment comparer.

[Chris.]

Il me semble que nous ne devrions pas sous-estimer cette étude, en effet les essais ont été réalisés sur 32 véhicules avec mesures réelle de la capacité du pack batterie à intervalles régulier.

La mesure sur véhicule pouvant être fausser via le BMS (Battery Management System).

On pourrait imaginer une augmentation de la capacité utilisable en fonction du nombre de kilomètres parcourus pour compenser la perte de la capacité totale du pack batterie.

Concernant les conditions de test le laboratoire se situe à Idaho où le climat reste similaire avec celui de la France. (température maximum en Juillet / Aout ~ 30°C)

https://fr.climate-data.org/location/125024/

 

Dans le cas du Nissan Leaf il s'agit clairement d'une erreur de design qui conduit à une dégradation prématuré des cellules.

Pour les autres modèles la dégradation est similaire (de l'ordre de 6 à 10%) à 20'000km.

 

Si on regarde en détail les spécifications des batteries utilisés par exemple dans la B250e, (NCR18650) on retrouve la courbe de la dégradation des cellules en fonction du nombre de cycle, Celle-ci présente une dégradation de 20% à partir de 500 cycles avec une dégradation rapide lors des premiers cycles. Panasonic étant très conservateur dans leurs spécifications et avec une bonne gestion thermique on peut imaginer doubler le nombre de cycle avec le même niveau de dégradation.

https://engineering.tamu.edu/media/4247819/ds-battery-panasonic-18650ncr.pdf

 

Si on considère 1 cycle = 160km pour la B250e (distance moyenne réalisable avec une recharge) et un nombre de cycle doublé on se rapproche sensiblement des mesures réelles effectués par le laboratoire :

 

On constate qu'après 100'000 km (fin de la période de garantie) le pack batterie dispose encore de 28kWh (spécification de la capacité utile du B250e) et après 160'000km il resterait encore 26.5kWh

[Chris.]

Voici la réponse du laboratoire concernant les prochaines mesures.

Uniquement les 3 premières mesures à 400, 4000 et 12000 miles seront disponibles.

 

Christophe,

 

The program that tested these vehicle battery packs has ended. The three tests you have seen in the latest report are complete, no further testing was performed.

 

Matt Shirk

Idaho National Laboratory

Energy Storage and Advanced Vehicles

[andy]

L'année modèle des Leaf testées n'est pas précisée ? On sait qu'il y a eu un changement de technologie des batteries ... Cette étude a-t-elle faite sur des modèles d'avant ou d'après ?

[Chris.]

Il me semble que le problème est lié a la gestion thermique du pack batterie (refroidissement passif par air) et sauf erreur ce système de refroidissement est toujours présent sur la Nissan Leaf tandis que les autres constructeurs propose un refroidissement actif.

 

Les essais ont été réalisés en 2014 avec des modèles de 2013, voici les liens vers les rapports:

 

https://avt.inl.gov/pdf/fsev/batteryLeaf0646.pdf

https://avt.inl.gov/pdf/fsev/batteryLeaf5045.pdf

https://avt.inl.gov/pdf/fsev/batteryLeaf7885.pdf

https://avt.inl.gov/pdf/fsev/batteryLeaf9270.pdf

[mario]

L'année modèle des Leaf testées n'est pas précisée ? On sait qu'il y a eu un changement de technologie des batteries ... Cette étude a-t-elle faite sur des modèles d'avant ou d'après ?

 

Leaf 2013 donc avant. On sait que beaucoup des premières versions utilisées dans les Etats particulièrement chauds des USA ont eu des dégradations prématurées de leur capacité. Problème résolu sur les versions suivantes, en tout cas on en entend plus parler sur les versions post 2013, et la dégradation de leurs batteries semblent dans la norme.

 

http://menu-principal-forums-aveq.1097349.n5.nabble.com/batterie-degradation-3-ans-td75470.html

 

http://menu-principal-forums-aveq.1097349.n5.nabble.com/Degradation-batterie-vs-age-et-km-LEAF-td53384.html

[Chris.]

D'après les informations disponible dans le lien ci-dessous, les nouvelles cellules ont été implémentés à partir de mi-2013

http://www.hybridcars.com/should-you-buy-a-used-nissan-leaf/

 

Dans tout les cas je pense qu'avant la fin de la période de garantie il serait utile de faire contrôler la capacité réelle de la batterie.

[Invité]

Bonjour,

Comme indiqué plus haut par plusieurs intervenants, cela confirme bien que cette étude ne vaut que pour les quelques modèles essayés, pas représentative ni en nombre ni en qualité donc puisque l'on ne sait même pas de quels types de cellules étaient composées les batteries. De surcroît rappelons que plusieurs utilisateurs de leaf ou de soul ont indiqué que l'usure de leur batterie ne correspondait pas du tout aux courbes fournies... Il faut dire haut et fort que tant que l'on n'aura pas au moins 10 ans de recul, sur un nombre significatif de VE, les études publiées ne seront pas fiables

[mario]

Vient 2014, où la recommandation de charger une Nissan Leaf à 80% n'est même plus une option disponible sur la voiture: lorsqu'on recharge, c'est toujours à 100%. Et le nombre maximal de recharges à haute vitesse 400 volts? Aucune limite. Si le véhicule évalue que la température de la batterie est trop élevée, la recharge s'effectue à basse vitesse pour protéger la batterie. Une batterie qui se recharge se réchauffe. L'hiver, c'est fantastique, car elle devient plus efficace suite à une recharge. Dans un environnement désertique, c'était rude pour la santé de la batterie - ce n'est plus le cas.

 

L'expérience de l'animateur de Fully Charged, qui a rechargé sur BRCC une batterie de Nissan Leaf 2013 huit fois sur une période de 12 heures a bien démontré que la température de la batterie est restée très stable durant son aVÉnture. Et pour être le plus exact possible, il a utilisé le logiciel Leaf Spy Pro prenant les informations directement du port OBD2 afin d'être précis dans ses affirmations.

http://www.aveq.ca/actualiteacutes/les-recharges-rapides-nendommagent-pas-la-batterie-car-la-voiture-lectrique-est-devenue-plus-intelligente

Perso je l'ai fait 6 fois l’été dernier sur une période de 10 h environ de ~ 20 % à 80% Non seulement je n'ai pas eu de problème de température, mais la charge n'a jamais ralentie, 10 minutes 1/4 h à chaque foi pour environ une douzaine de kWh.

[Chris.]

Bonjour,

Comme indiqué plus haut par plusieurs intervenants, cela confirme bien que cette étude ne vaut que pour les quelques modèles essayés, pas représentative ni en nombre ni en qualité donc puisque l'on ne sait même pas de quels types de cellules étaient composées les batteries. De surcroît rappelons que plusieurs utilisateurs de leaf ou de soul ont indiqué que l'usure de leur batterie ne correspondait pas du tout aux courbes fournies... Il faut dire haut et fort que tant que l'on n'aura pas au moins 10 ans de recul, sur un nombre significatif de VE, les études publiées ne seront pas fiables

 

À ma connaissance c'est la seule étude réalisée par un laboratoire qui a démonté les packs batteries et mesuré la capacité réelle de celui-ci.

La dégradation prématuré des batteries de la Nissan Leaf n'est pas isolé à cette étude et il me semble important que les utilisateurs ou futurs acquéreurs est connaissance des choix techniques et des conséquences sur la fiabilité de leurs véhicules (gestion thermique, marge de sécurité capacité réelle / utile, ...).

En ce qui concerne des détails sur la composition des cellules des véhicules testés ceux ci sont disponibles sur le site :

Battery : Manufacturer: Automotive Energy Supply Corporation

Type: Lithium-Ion (LMO) Cathode /Anode Material: Lithium-Manganese Oxide / Carbon

Number of Cells: 192

Cell Config.: 2 Parallel, 96 Series

 

J'ai extrait seulement quelques données mais le laboratoire réalise de nombreux essais sur les véhicules électriques et hybride,

Voici une liste des rapports disponibles :

https://avt.inl.gov/content/pubs-az

Vous trouverez certainement des données concernant l'influence de la charge rapide et des mesures de températures du pack batterie réalisés sur différent modèles.

 

Voici un exemple de rapport sur le comportement des utilisateurs de véhicules électrique réalisés auprès de 5800 Nissan Leaf et 200 Millions de km parcourus :

https://energy.gov/sites/prod/files/2014/07/f18/vss137_francfort_2014_o.pdf

[leafcaldoche]

Merci pour ce tableau très intéressant, que je ne l'avais jamais vu, il est important d'en faire une large diffusion pour tous ceux qui s'intéressent aux VE. Personnellement je l'imprime et le sauvegarde pour toutes les personnes que je connais. On peut rajouter de suite au tableau tesla avec ses 5% de perte au bout de 75000Kms et 10% au bout de 200.000Kms a comparer avec la Nissan qui perd la meme chose au bout de 20000Kms c'est-a-dire 10fois plus vite.Sans que l'on puisse prétendre qu'il y ait cause a effet les packs refroidis au liquide sont les plus performant suivis par ceux refroidis a l'air.

Définitivement Nissan est a bannir jusqu'à preuve du contraire, au moins pour la 30 et 40Kwh qui sont de meme origine.

[Enreflexion]

30 et 40 semblent" moins bien armés" que la 24 effectivement.

Et on aura plus de recul sur celle-ci pour les modèles avant et après 2013, car elle est sortie avant les 30 et 40.

Pour ma part aucun souci avec ma 24 2016. Pourtant elle en a vu des charges rapides!

[Invité]

Bonjour,

Oui tous ces tableaux et autres études ne prouvent rien d'autre que le vécu des quelques VE qui sont analysés. Comme on peut lire sur ce forum et d'autres nombre d'exemples ayant allégrement dépassé les 100000 km et/ou 4 ans sans soucis (alors que ce sont surtout les témoignages négatifs qui remontent en général!), il est évident que toute généralisation est absurde. Je met néanmoins un bémol concernant les tableaux, dans la mesure où ils sont participatifs: mais pour que ce soit crédible il faudrait un tel nombre de réponses que les seuls lecteurs d'un forum n'y suffiraient pas...

[Djeff]

A ce train là ma femme pourra aller bosser pendant 40 ans la Ioniq, 35km A-R.

[Agfa]

[...] On peut rajouter de suite au tableau tesla avec ses 5% de perte au bout de 75000Kms et 10% au bout de 200.000Kms a comparer avec la Nissan qui perd la meme chose au bout de 20000Kms c'est-a-dire 10fois plus vite.Sans que l'on puisse prétendre qu'il y ait cause a effet les packs refroidis au liquide sont les plus performant suivis par ceux refroidis a l'air.

Définitivement Nissan est a bannir jusqu'à preuve du contraire, au moins pour la 30 et 40Kwh qui sont de meme origine.

+ 1

[BaudouinLabrique]

et beh c'est pas brillant les leaf...

Tout est dans le style de conduite (°), le type de routes empruntées et la consommation des accessoires.

De plus, aucune charge rapide et conduire très rapidement après la charge complète (lente à domicile),

pas de décharge profonde (en général, il me reste 30 à 40 km d'autonomie affichée)

et enfin, température ambiante qui ne dépasse pas 25° lors de la recharge (la nuit)

 

(°) J'ai plus d'un million et demi de km dans les jambes et j'ai donc appris à anticiper les obstacles, feus rouges (comme on dit en Belgique) - Pour preuve : avec une précédente AUDI 100 AVANT 110 Cv, 4 Cyl et 2000 CC, j'ai seulement dû changer l’embrayage à 400.000 km... et je l'ai revendue après 540.000 km, 13 ans d'âge)

 

Un exemple tout récent :

 

Autonomie affichée : 213 km (après rechage complète - quelque fois, cela s'affiche à 220 km) et après avoir parcouru 30 km avec une autonomie affichée après le parcours de 191 km (alors que seulement 22 km (213 - 191) se sont donc retranchés de l'estimation autonomie).

 

Interprétation :

par Km d'autonomie affichée, j'ai donc parcouru : > 1,3 km

extrapolation : lorsque s'affiche 213 km d'autonomie après une recharge complète

je peux donc parcourir théoriquement (si je cours le risque d'un panne totale) .> 276 km (213 x 1,3) !

 

En fait donc en gardant au moins 10 km d'autonomie affichée

(pour ne pas accélérer le vieillissement de la batterie)

je pourrais donc bien parcourir >266 km.

Comme je 'n'ai jamais du faire plus de 150 km avant de charger la batterie.,

cela explique que je n'ai jamais eu l'occasion d'aller aussi bas dans la réserve.

 

Le calcul de la consommation se chiffre donc à 13,3 kWh/100 km :

elle est donc de seulement >10,9 kWh/ 100 km (>0,109 kWh/km)

N.B. Dire que suivant des études, loin donc devant la moyenne de consommation habituellement mentionnée qui est de 0,200 kWh/Km !