Configurateur e-Niro flamand belge disponible
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la chignole, dans KIA e-Niro
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Par Cogito44
Bonjour,
Je me permets d’ouvrir un sujet pour partager mon apprentissage sur les piles à hydrogène (PAC) et l'hydrogène de manière générale. J'ai eu la chance de travailler sur une PAC à membrane échangeuse de protons (PEM) ainsi qu'une pile à combustible à oxyde solide (SOFC).
Je travaille à l'École Centrale de Nantes, dans un laboratoire de recherche (D2SE), où j'ai pu participer à la fabrication d'un banc d'essai pour une pile à combustible SOFC. En parallèle, je connais très bien la voiture électrique Mia, un petit véhicule fabriqué en France dans les années 2012. J'ai eu la chance de travailler sur la remise en état d'un prototype, équipé d'une pile à combustible PEM. C'est principalement là-dessus que je vais détailler mon expérience.
Lorsque j'ai commencé à travailler sur le véhicule, il ne fonctionnait pas. La batterie de traction ne s'activait pas et je ne savais même pas comment démarrer la pile à combustible. Nous avons décidé de déposer la batterie E4V prototype, qui dispose d'une capacité de 6,1 kWh (2P 24S 2x40Ah). Ensuite, nous avons déposé la pile à combustible.
J’ai commencé à travailler sur la remise en route de la pile à combustible, d'abord en réalisant de la rétro-ingénierie pour identifier tous les composants et trouver un maximum de données à leur sujet. Comme vous pouvez le voir sur la capture ci-dessous, c'est un peu « une usine à gaz ». Petit à petit, j'ai appris et compris à quoi servaient les différents composants, comme les humidificateurs, les pompes, les électrovannes et autres capteurs.
La puissance nominale d'une PAC est de 2880 W. Voici les caractéristiques de la marque Schunk FC-42 :
Puissance nominale : 1,44 kW
42 cellules x 4 = 168 cellules en série
Poids : 8 kg
Dimensions : 130 x 202 x 190 mm
Consommation de dihydrogène : 20 l/min à pleine charge
Consommation d'air : 120 l/min à faible charge
Tension nominale : 96 V
Courant nominal : 15 A
Les modules FC–42 de Schunk sont conçus de manière modulaire et peuvent être assemblés jusqu'à 4 éléments en série, avec une puissance unitaire de 360 W. Ils ont une tension nominale de 24 V et peuvent délivrer 15 A pour une masse de 2,1 kg.
Pour la durée de vie des PAC, le conditionnement des gaz, la température et l'énergie soutirée doivent être contrôlés et adaptés pour rester dans les caractéristiques de fonctionnement optimales de la PAC. C'est à cela que servent tous les accessoires montés autour des PAC (humidificateur, pompe à air, système de refroidissement, capteurs, etc.). L'automate joue un rôle d'autant plus indispensable, car il est chargé d'acquérir et d'analyser les données des capteurs et de réguler les actionneurs.
Les humidificateurs d’air et d’hydrogène permettent d'introduire l’air dans les PAC avec le bon taux d’humidité (Perma Pure : FC300-1660-10AB).
Le DC/DC de puissance permet de convertir et réguler la tension des PAC pour charger la batterie de la Mia. Il peut être contrôlé en courant via un signal 0-5 VDC. Sa puissance maximale est de 4050 W, soit 45 A à 90 V. La tension d'entrée est de 80 V à 200 V, et la tension de sortie varie de 0 V à 199 V.
Pour comprendre la PAC, j'ai effectué des premiers tests avec un petit générateur d'hydrogène pour vérifier que les cellules fonctionnaient toujours, et j'ai réussi à tirer 855 W. Le pilotage était uniquement manuel, ce qui m'a permis de comprendre comment la PAC devait fonctionner.
Là où j'ai passé le plus de temps pour tenter de la remettre en service, c'est sur l'automate programmable Wago 750-880, avec 24 modules d'entrée/sortie. Il s'est avéré que je n'avais pas le programme et que la carte SD était bloquée par un mot de passe. J'ai tenté de remplir toutes les conditions pour faire démarrer l'automate sans succès, sachant qu'il y avait certainement des capteurs de pression hors service. J'ai donc pris la décision de fabriquer moi-même un nouvel automate avec une nouvelle programmation. Pour cela, j'ai utilisé un système National Instruments CompactRIO 9063, qui est le plus souvent destiné à la recherche. Ce système a la particularité de pouvoir faire tourner un programme en temps réel ou en FPGA directement sur le châssis. Ce dernier dispose de 4 slots permettant d'accueillir autant de modules d'acquisition ou de contrôle. J'ai installé les modules suivants :
Module numérique : NI-9401
Module de sortie analogique : NI-9263
Module d'entrée analogique : NI-9263
Module d'entrée thermocouple : NI-9213
J'ai effectué une programmation en FPGA directement dans le châssis pour garantir la sécurité de la PAC, même en cas de plantage du programme qui tourne sur l'ordinateur. J'ai également développé un programme de gestion sous LabVIEW.
Concernant l'automatisation, j'ai appris qu'il était nécessaire de faire des purges d'hydrogène au moins toutes les minutes pendant une seconde. Cela est essentiel pour éviter l'accumulation d'eau, maintenir la concentration d'hydrogène et éliminer les impuretés. Il y a également des résistances pilotées en cas de surtension, lorsque la PAC est utilisée à vide, par exemple. Elles sont également utilisées pour équilibrer la tension des deux PAC lorsqu'ils sont mis en parallèle.
Lorsque je veux démarrer la PAC, il y a une auto-vérification de la pression d'entrée, qui ne doit pas excéder 0,4 bars, ainsi qu'une vérification de la tension de toutes les cellules, qui doivent être supérieures à 20 V. Un delta V entre les deux packs doit être inférieur à 15 V pour l'activation des contacteurs principaux. Le débit d'air est maintenu constant, car je n'ai pas réussi à récupérer les données des débitmètres d’air. La pompe de circulation se met en route lorsque la pile dépasse les 45°, et il y a une sécurité si cette dernière dépasse les 70°.
La partie électrique a finalement été la plus simple à résoudre, car j'ai réussi à piloter assez rapidement le DC-DC de puissance, ainsi que les deux contacteurs. J'ai seulement dû remplacer les capteurs de courant et les mesures de tension de chaque cellule pour les adapter aux nouveaux automates.
Pour finir, après avoir bien maîtrisé la pile à combustible, nous l'avons remontée dans le véhicule et avons effectué des tests de roulage à l’hydrogène.
Voici quelques chiffres de consommation estimée pour cette PAC : Avec un réservoir de 50 l à une pression de 200 bars à 15 °C, qui contient 0,83 kg de dihydrogène. En sachant que la consommation volumique d’une seule PAC est de 16 l/m à pleine puissance, avec une masse molaire de dihydrogène de 2,016 g/mol, et en appliquant la formule des gaz parfaits, on obtient une consommation pour les 2 PAC de 0,0010017 kg/min. À cela, il faut rajouter la perte des purges qui interviennent toutes les minutes pendant une seconde, soit 0,000407 kg/s + 0,0010017 kg/min = 0,0010424 kg/min. Donc, avec un réservoir de 0,83 kg de dihydrogène, on obtient une durée de fonctionnement de 794,58 minutes ÷ 60 = 13,243 heures. Si l'on ramène cela en kilomètres, en tenant compte du rendement électrique des PAC : (2,88 kW - 0,280 kW) x 13,243 h = 34,43 kWh / 0,150 kWh/km = 229,5 km. À cela, il est possible d'ajouter la batterie d’origine de 6,1 kWh, ce qui nous amène à 270 km.
Si le réservoir de 50 l est comprimé à 400 bars à 15°C, il contient 1,68281 kg de dihydrogène. Cela permet de faire fonctionner la PAC pendant 26,87 h, soit une production théorique de 69,86 kWh, permettant de parcourir 465 km, et 506 km avec la batterie.
En conclusion, j'espère que cet exposé vous aura intéressé. N'hésitez pas à me poser des questions si vous en avez. Je serais également intéressé de discuter avec quelqu'un qui connaît bien le fonctionnement des PAC plus modernes, car celle-ci a tout de même une conception de plus de 10 ans, afin de savoir comment cela a évolué.
Vous pouvez retrouver d'autres informations sur mon site concernant la Mia : http://cogito44.free.fr/mia.html
Schéma de principe des fluides PAC Mia H2.pdf Schéma électrique PAC Mia H2_compressed.pdf 2003955852_caracteristiquesmiah2vf.pdf
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Par alx84
Bonjour,
je possède un KIA eNiro.
1ère immat en avril 2021
depuis 3 mois (depuis km 135000 donc) la charge DC ne fonctionne plus.
Dans le détail:
la borne DC et la voiture se connectent
La voiture se met en mode charge (led verte sur tableau de bord clignote) mais 0Kw et 0Kwh quelque soit le temps de charge
Testé sur plusieurs borne DC. Rien n'y fait.
Le garagiste a déjà eu la voiture plusieurs fois entre ses mains, a verifier tt ce qu'il était possible de faire, a transmit les rapports au centre technique.
Ca traine.
Avez vous déjà eu cette panne ?
Merci, Alx84
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Par Tranbert
Tranber 83
Bonjour à tous,
Je suis propriétaire d’une Kia e-Niro 64kW depuis 4 ans.
J’ai depuis quelques semaines des soucis au niveau de ma batterie 12v… impossibilité de reconnaître la clé (malgré changement de la pile)… alarme qui se déclenche tant que je n’actionne pas le bouton marche avec la clé… et plusieurs fois en rade comme ça, sans comprendre pourquoi.
J’ai donc acheté un chargeur de batterie histoire de ne pas rester en rade, et un booster de démarrage, et tout ça marche très bien (heureusement).
Je suis allé voir Kia et ils ont à priori « vérifié » la batterie 12v : selon eux : nickel en pleine forme. Mais 4 jours après, à nouveau même problème, impossibilité de démarrer.
Je pense que je vais donc m’orienter vers un changement de batterie moi-même, selon Kia pas besoin de l’acheter chez eux… et au vu de vos commentaires sur ce sujet, ça me parait être la meilleure solution rapport qualité/prix, rapidité/simplicité.
J’ai entendu dire (et confirmé par la personne de Kia) qu’il existait un bouton à gauche sur le tableau de bord (une sorte de commutateur, que je n’ai pas, bien entendu), qui permettrait de récupérer de l’énergie de la batterie motrice vers la batterie 12v… ce qui m’a paraît d’une évidence/intelligence/simplicité même quand on a 64 000 W rempli à toc !
Avez-vous déjà entendu parlé de ça ? Que faudrait-il faire pour installer ce type de système ? Serait-ce possible de la rajouter, si pas d’origine sur le véhicule ?
A priori ce système serait de série sur les Kia aux Usa….
il ne me semble pas que les Tesla model 3 ont une batterie 12v, à ma connaissance… un ami vient de prendre une megan eTech (avait un e-niro juste avant) et me dit ne pas avoir de batterie 12v non plus…
Bref, le sujet m’exaspère un peu. Je me dit me retrouver avec les mêmes problèmes de batterie 12v qu’un véhicule thermique, alors que justement il n’y a pas de démarreur à faire tourner, pas d’engrenage à mettre en mouvement… et que nous disposons d’une énorme batterie qui fonctionne sans souci, blindée d’énergie, mais qu’à cause de cette fichue batterie 12v, et bah on reste en rade, et qu’il faut utiliser des câbles pour démarrer… pour moi c’est un peu le monde a l’envers.
Merci pour vos avis.
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Par Yannou78
Je n'ai pas trouvé de sujet qui recense les différents tarifs "en direct" des opérateurs de charge rapide (> 100kW)
L'idée est d'indiquer seulement le tarif de base de l'opérateur, et pas les tarifs des différentes cartes / abonnements etc...
Vous pouvez peut-être recopier ma liste et la compléter (par ordre alphabétique), et modifier le tarif s'il change.
Allego ....................... 0,59 €/kWh
Electra ...................... 0,52 à 0,59 €/kWh
Engie Vianeo ........... 0,576 €/kWh
e-Vadea .................... 0,624 €/kWh
Fastned ................... 0,59 €/kWh
ieCharge ................. 0,30 €/kWh
Ionity ......................... 0,59 €/kWh
PowerDot .................. 0,58 €/kWh ?
TotalEnergie ............. 0,59 €/kWh
Merci pour la collaboration !
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Par fcouma
Plus de chauffage jeudi dernier alors que le matin, il fonctionnait bien
On arrête la MG4 : pareil
Evidemment il pleuvait donc clim obligatoire et donc on s'est "caillés" pendant 30km
C'est revenu après un arrêt de 3h
Apparemment, c'est la PAC qui est en cause.
Le directeur de la concession m'a contacté en m'expliquant :
le problème a été identifié par MG Europe et une campagne de mise à jour est en cours, avec des solutions plus complexes qu’un manque de gaz dans le circuit. Ma CC est en attente d'un outil de connexion spécifique, pour la mise à jour du contrôleur de pompe à chaleur. Et vous ?
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