Explications techniques sur la batterie SK-Innovation.

[SoulEV2016]

source : http://www.caradisiac.com/Essai-Kia-Soul-EV-trop-cool-98911.htm

 

La batterie du Soul EV expliquée par Kia

 

 

Le Kia Soul EV est équipé d'un bloc batterie composé de cellules lithium-ion polymère qui offrent une densité énergétique très élevée de 200 Wh/kg fournies par SK Innovation. Il s’agit du plus grand raffineur et distributeur de produits pétroliers en Corée, qui s’est diversifié entre autres dans les batteries lithium-ion. Le bloc batterie de 27 kWh, qui comprend 192 cellules lithium-ion polymère réparties en huit modules, est le fruit d'un programme de développement conjoint sur trois ans conclu entre Kia et SK Innovation. Il intègre une technologie de contrôle thermique de dernière génération permettant de maintenir les différentes cellules à une température optimale.

 

 

Quelques généralités sur les batteries

 

Une batterie lithium-ion est une batterie rechargeable qui stocke l'énergie électrique sous forme d'énergie chimique. Les ions lithium se déplacent de la cathode vers l'anode lors de la mise en charge de la batterie et de l'anode vers la cathode lors de sa décharge. L'électrolyte est une substance indispensable qui assure le transfert des ions lithium, tandis que le séparateur est requis pour séparer électriquement l'anode et la cathode.

 

Généralement, la cathode se compose d'oxydes de métaux lourds et stocke moins d'électricité par unité de poids que l'anode constituée de carbone. Afin d'accroître la densité énergétique (rapport énergie/poids) du bloc batterie, il est important d'augmenter la quantité d'électricité stockée par la cathode, car cette dernière doit s'équilibrer entre la cathode et l'anode.

 

« Batterie lithium-ion polymère » est le nom communément utilisé pour désigner une batterie utilisant un film polymère souple comme matériau de conditionnement. Le terme « batterie lithium-ion » désigne une batterie conditionnée dans un boîtier métallique. Avantages d'une batterie lithium-ion polymère (par rapport aux batteries lithium-ion normales) selon Kia : plus grande efficacité du fait de la structure simplifiée de ses cellules (moins de composants), coûts moindres, sécurité et fiabilité accrues (grâce à une meilleure diffusion thermique et à un contrôle optimisé de la pression interne), facilité de fabrication dans un large choix de capacités et de formes.

 

Le NCM (nickel-cobalt-manganèse), à savoir le matériau à forte teneur en nickel dont est composée la cathode, est utilisé pour la production en série des cellules de la batterie du Soul EV. La densité énergétique - qui dépend directement des performances de la cathode - constitue un facteur de performance clé qui conditionne l'autonomie en mode tout électrique.

 

L'additif d'électrolyte utilisé pour le Soul EV devrait éviter la dégradation des performances de sa batterie par températures basses et élevées, permettant ainsi d'étendre la plage des températures d'utilisation de la batterie et de réduire les variations de l'autonomie en fonction des conditions climatiques.

 

Comme les batteries sont sensibles au froid, le Soul EV est doté d'un dispositif de chauffe-batterie, qui réchauffe la batterie avant utilisation pendant que le véhicule est raccordé au secteur. Ce système permet ainsi de garantir à la batterie -pendant un laps de temps non précisé- des performances optimales indépendamment de la température extérieure.

[SoulEV2016]

On poursuit avec une vidéo un peu plus croustillante montrant un assemblage complet (en 3D néanmoins mais le rendu est identique à la réalité pour une fois).

 

La vue 3D permet de montrer tous les dispositifs intégrés pour surveiller et couper les cellules entre elles ou d'après un évènement extérieur comme une submersion, un écrasement, une perforation ... ou simplement le coupe-circuit lorsque les cellules gonflent au-delà de la contrainte admise au fonctionnement sécurisé du pack.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Teirhy]

sympa la vidéo, mais ils auraient quand même pu prendre la peine de modéliser un soul EV

[charavion]

Super description, merci pour ces infos techniques...

La question maintenant, c'est : est-ce que ce sera facile à remplacer/upgrader dans quelques années comme pour une Zoé ?

[mike914]

et surtout à quel prix

[SoulEV2016]

Constitution de la batterie.

 

[scoobidou]

ils parlent de 192 cellules, mais dans torque on en voit que 96 ?

[SoulEV2016]

96S2P = 96 cellules en série avec 2 cellules pour 1 en série = 192 cellules (version 2014-2017).

100S2P = 100 cellules en série et 2 cellules pour 1 en série = 200 cellules (version 2018).

 

Ainsi, en accélération maximale, une cellule ne supporte pas 230A mais bien 115A en fait.

[SoulEV2016]

Démontage d'un pack en concession pour l'étude et la confirmation d'une cellule morte (échange du pack complet sous garantie).

 

http://www.mykiasoulev.com/forum/viewtopic.php?p=6924#p6924

 

 

Le BMS qui fait l'équilibrage est à gauche.

Le contacteur 300A 400v DC est à droite (après un peu de fusible).

 

Le BMS s'occupe aussi des sondes de températures et des contacts de détection des gonflements de cellule (morte donc) ... raison pour laquelle il a des entrées massives de fils de commandes des 2 cotés du boitier inox.

[Teirhy]

intéressant de savoir qu'ils préfère changer un pack complet plutôt que remplacer juste la cellules HS.

(en même temps le pack installé est peut-être un reconditionné...)

[SoulEV2016]

A mon avis, les packs sont renvoyés en Corée du Sud pour équiper les Ray EV (ancien pack 16 kWh, 15,2kWh utilisable à la construction ... qui sont à 14kWh utilisable actuellement pour la plupart).

 

ça paraîtrait logique car les nouvelles cellules sont disponible (pack 30kWh utilisable au lieu de 27kWh sur le Soul EV).

 

de plus, les véhicules loués (SK-Innovation a un énorme parc) bénéficient des packs reconditionnés sans réel problème pour les touristes qui ne parcourent guère plus de 30-60km par jour et à moins de 90km/h (avec des températures au niveau de l'océan dans la majorité de l'année).

[SoulEV2016]

Exemple d'une cellule qui meurt dans un pack ... 1 seule.

http://www.mykiasoulev.com/forum/viewtopic.php?f=8&t=813&p=7015#p7009

 

La cellule morte fait passer le pack de 27kWh à 21kWh utilisable et le chargeur est restreint à 600w en fin de charge au lieu de passer d'une puissance forte à rien du tout.

[SoulEV2016]

Démontage d'un pack ayant 100 000 km (norvège) et ayant perdu 90% (SOH console KIA, soit ~20% de pertes en comptant le bonus initial) ... qui a été récupéré par Kia pour son suivi en vieillissement des cellules.

 

http://www.mykiasoulev.com/forum/viewtopic.php?p=7156#p7156

 

Le constructeur Kia a donc fourni un nouveau pack au propriétaire.

Le pack de 100 000 km n'avait aucun problème technique.

 

 

Comme vous le remarquez avec les cartons en arrières plans, tous les éléments du pack SK-Innovation sont livrés séparés (BMS, contacteur de puissance, câblage de puissance avec sectionneur/fusible, câblage BMS).

 

Seul les "modules" (empilage de cellules) sont déjà assemblés.

 

Je suis un peu surpris que Kia laisse faire un "garagiste" pour l'assemblage des modules ... peut-être que l'industriel en norvège est un point technique (local spécialisé) de Kia Europe.

 

Le coffre de batterie est entièrement vidé et réutilisé.

C'est la seule pièce qui n'est pas remplacée dans cette "procédure d'étude".

[Teirhy]

ça à l'air finalement assez simple comme opération ... qui sait, peut-être pourra-t'on changer nos cellules le moment venu.

 

j'ai perdu 7% en 20 mois et 40 000 km et même si c'est invisible au quotidien je le sens lorsque je vais chercher les limites, là ou je dépassais les 200 km je suis maintenant autour des 195 maxi (j'ai peut-être perdu environ 14 km d'autonomie dans ces conditions)

cette hiver je pense que je serai vraiment limite pour mon trajet de 180km (heureusement, une borne rapide à poussé pile sur mon trajet )

[SoulEV2016]

Schémas du pack :

 

 

 

 

 

 

Source : kia-soul-ev/torque-pro-android-et-le-kia-soul-ev-t5386-80.html#p87924