Ioniq 28 challenge

[e-Lionel]

Le 17/11/2022 à 23:23, krucial a dit :

Non, la difference est là, 10kWh aux bornes. On peut ensuite chercher des explications mais la difference est là alors qu'au tableau de bord, elles ont consommé pareil  

je viens de voir la vidéo, et encore bravo.

Pour les 10 kWh "en trop" sur la Megane, je pense que la borne DC n'y est pour rien : hormis un peu d'échauffement dans la connectique, les kWh délivrés et affichés sur l'écran de la borne sont déjà en DC, donc les pertes liées à la conversion AC/DC sont en amont.

 

En revanche, une conso sous-estimée au tableau de bord me semble une bonne piste... ou peut-être une conso affichée qui ignore les consos annexes de la voiture : tableau de bord, préconditionnement, infotainment, phares, chauffage...

Mais c'est assez facile à vérifier : à l'arrêt, avec le chauffage actif par exemple, est-ce que la conso affichée augmente ?

 

[krucial]

Le 19/11/2022 à 00:47, e-Lionel a dit :

En revanche, une conso sous-estimée au tableau de bord me semble une bonne piste... ou peut-être une conso affichée qui ignore les consos annexes de la voiture : tableau de bord, préconditionnement, infotainment, phares, chauffage...

Mais c'est assez facile à vérifier : à l'arrêt, avec le chauffage actif par exemple, est-ce que la conso affichée augmente ?

Pas si simple

Quand on a fait notre test des pertes de la supercharge, on a noté un ecart de 14% au lieu des 12 pour les meilleurs. Donc, selon ces tests là, l'ecart entre le compteur et le reel est pas si grand.

Dans cette vidéo, ici précisement, on arrete la voiture et on regarde si le chiffre augmente. Il ne bouge pas. Mais dès quand roule, boum, le chiffre monte très rapidement. Difficile de dire si

• le chiffre ne progresse pas tant qu'on roule pas mais qu'il compte bien la conso a l'arret
• le chiffre de conso a augmenté a cause de notre accélération et il ne compte les consos a l'arret

La seule chose dont je suis sur : je doute à mort sur les compteurs de kWh. Ca monte vite, descend vite, ca réagit pas comme dans les autres voitures. J'ai aussi des doutes sur l'efficacité de la regen, etc ... Je pense que cette voiture est super, mais elle manque de developpement. C'est pas bien grave au final, du moment qu'elle tombe pas en panne (silence génant).

[MrFurieux]

Le 19/11/2022 à 00:47, e-Lionel a dit :

je viens de voir la vidéo, et encore bravo.

Pour les 10 kWh "en trop" sur la Megane, je pense que la borne DC n'y est pour rien : hormis un peu d'échauffement dans la connectique, les kWh délivrés et affichés sur l'écran de la borne sont déjà en DC, donc les pertes liées à la conversion AC/DC sont en amont.

A 100+ kW on n'a pas juste "un peu d'échauffement", il y a une perte substantielle dans les câbles (au point de devoir intégrer un refroidissement liquide) et dans la batterie (qu'il faut refroidir aussi au delà d'une t° limite)

 

Le 19/11/2022 à 13:26, krucial a dit :

La seule chose dont je suis sur : je doute à mort sur les compteurs de kWh. Ca monte vite, descend vite, ca réagit pas comme dans les autres voitures. J'ai aussi des doutes sur l'efficacité de la regen, etc ... Je pense que cette voiture est super, mais elle manque de developpement. C'est pas bien grave au final, du moment qu'elle tombe pas en panne (silence génant).

Le principe du Ioniq 28 Challenge c'est de ne pas faire confiance à ce qu'affiche la voiture, non ?

Là c'est sans appel, si la Mégane consomme 10 kWh (ou 9 ?) sur même distance / même temps, c'est que la stratégie du Niro (charge pas très rapide) parait plus efficace que celle de la Mégane qui dépense plus pour préchauffer la batterie, puis dépense plus à la charge pour refroidir (+ pertes), pour au final ne pas gagner de temps. Par contre en conditions été la Mégane pourrait reprendre un petit avantage.

[krucial]

Le 19/11/2022 à 15:22, MrFurieux a dit :

Par contre en conditions été la Mégane pourrait reprendre un petit avantage.

Il faisait entre 21 et 28° sur le trajet !

[MrFurieux]

Le 19/11/2022 à 16:51, krucial a dit :

Il faisait entre 21 et 28° sur le trajet !

C'est pas assez pour chauffer la batterie, il faut 40° 🙂

Mais oui, ça laisse encore moins de marge d'amélioration, et on dirait que le Niro est devant en efficience, en tout cas sur autoroute.

[zeta]

Le 19/11/2022 à 15:22, MrFurieux a dit :

A 100+ kW on n'a pas juste "un peu d'échauffement", il y a une perte substantielle dans les câbles (au point de devoir intégrer un refroidissement liquide)

Pour les câbles, si on prends les docs constructeurs, par exemple chez Phoenix Contact pour un connecteur CCS2 avec 6 mètres de câbles tenant 250A (100kW@400V), sans refroidissement : https://www.phoenixcontact.com/en-us/products/dc-charging-cable-ev-t2m4cc-dc250a-60m70esbk11-1130331

 

Ce câble est donné pour une résistance ≤ 0.000272 Ω/m (c'est du 70mm²), donc en comptant l'aller et le retour, sur 12m ça fait 3,2mΩ, donc autour de 200W. Ça fait 0,2% de pertes. Pendant une heure de charge, cela représente 200Wh.

Ça fait 2% de la différence recherchée. Donc le câble n'y est probablement pour rien, la différence vient d'ailleurs.

 

Sur 8 heures de voyages, les 10kW représente une puissance moyenne de 1,25 kW. Ce n'est pas rien, mais pas colossale non plus, donc difficile à attribuer à quelque chose en particulier...

[MrFurieux]

Le 19/11/2022 à 23:51, zeta a dit :

Pour les câbles, si on prends les docs constructeurs, par exemple chez Phoenix Contact pour un connecteur CCS2 avec 6 mètres de câbles tenant 250A (100kW@400V), sans refroidissement : https://www.phoenixcontact.com/en-us/products/dc-charging-cable-ev-t2m4cc-dc250a-60m70esbk11-1130331

 

Ce câble est donné pour une résistance ≤ 0.000272 Ω/m (c'est du 70mm²), donc en comptant l'aller et le retour, sur 12m ça fait 3,2mΩ, donc autour de 200W. Ça fait 0,2% de pertes. Pendant une heure de charge, cela représente 200Wh.

Ça fait 2% de la différence recherchée. Donc le câble n'y est probablement pour rien, la différence vient d'ailleurs.

 

Sur 8 heures de voyages, les 10kW représente une puissance moyenne de 1,25 kW. Ce n'est pas rien, mais pas colossale non plus, donc difficile à attribuer à quelque chose en particulier...

OK pour le calcul, mais on peut aussi monter des câbles avec des conducteurs moins épais (et moins cher) avec refroidissement liquide, il me semble que Tesla l'a fait pour les V3.

Et surtout tu as coupé la fin de ma phrase dans ta citation: il y a un échauffement important dans la batterie, les pertes de ce côté ne sont pas du tout négligeables, surtout s'il faut en plus la refroidir. Dans leur test, les pertes en charge sont nettement plus importantes sur le Mégane, il faut bien expliquer des ~1kWh de différence sur une charge de moins d'une heure:

Citation

NIRO:

charge a 80% -> 31kwh injectés (31kWh = 48% / 46% = 30kWh -> ca colle, peu de pertes

...

MEGANE :

...

charge a 80% -> 35kwh injectés (35kWh = 58% / 55% = 33kWh -> ca colle, peu de pertes là aussi)

 

Modifié novembre 19, 2022 par MrFurieux

[zeta]

Le 20/11/2022 à 00:22, MrFurieux a dit :

Et surtout tu as coupé la fin de ma phrase dans ta citation: il y a un échauffement important dans la batterie/

J'ai juste cité la partie auquel ce calcul s'appliquait, pour essayer d'éliminer une cause possible parmis celles que tu proposais...

 

[MrFurieux]

Le 20/11/2022 à 00:35, zeta a dit :

J'ai juste cité la partie auquel ce calcul s'appliquait, pour essayer d'éliminer une cause possible parmis celles que tu proposais...

D'accord mais on ne peut pas en conclure que la perte en charge est négligeable et que les pertes sont uniquement sur la route, si c'est ce que tu veux dire. Que ce soit dans le câble ou ailleurs (batterie, circuits,...), charger plus fort augmente les pertes par effet Joule, c'était ça l'important dans ma tentative d'explication de la surconso de la Mégane.

Au fait, je ne sais pas du tout si c'est l'explication (et c'est peu probable), mais si jamais la résistance interne du pack de la Mégane était nettement plus importante que celle du Niro, ça pourrait expliquer à la fois les pertes en charge et sur la route, car les pertes par échauffement ne sont jamais prises en compte par la voiture.

Modifié novembre 20, 2022 par MrFurieux

[MrFurieux]

Le 17/11/2022 à 15:44, ebire a dit :

Je suis curieux de voir le 1000 km de Bjorn Nyland qu'on ne peut pas soupçonner de sympathie excessive envers Renault, et s'il fait aussi une vidéo jusqu'à la panne ça pourra éclairer la véritable capacité totale.

Le 1000 km n'est pas fantastique (11h15) à cause de la courbe de charge un peu décevante. Jusqu'à la panne il a consommé à peu près 1,7 kWh

[Rozlou]

Le 20/11/2022 à 00:54, MrFurieux a dit :

Au fait, je ne sais pas du tout si c'est l'explication (et c'est peu probable), mais si jamais la résistance interne du pack de la Mégane était nettement plus importante que celle du Niro, ça pourrait expliquer à la fois les pertes en charge et sur la route, car les pertes par échauffement ne sont jamais prises en compte par la voiture.

Bonjour,

En ce qui concerne la résistance interne de la batterie du e-Niro, j'ai pu en faire des mesures. Je trouve une valeur de l'ordre de 50 milli Ohm. En fait la valeur de la résistance dépend de la température de la batterie : elle est plus élevée à basse température (environ 110 milli Ohm vers -2°C), et plus basse à température élevée (environ 35 milli Ohm vers 35°C).

Voici ci-dessous les résultats obtenus (nuage de points et courbe de tendance). J'explique mon protocole de mesure à la fin du message.

 

Si l'on retient la valeur de 50 milli Ohm (correspondant à une température autour de 15°C), le calcul des pertes Joules dans la batterie donne les valeurs suivantes (pour les calculs ci-dessous on prend la valeur nominale de la tension de la batterie, soit 356V, cette valeur correspondant à la tension à vide pour un état de charge de 50%) :

- Pour une charge / décharge de 7kW (recharge sur Wallbox par exemple), le courant dans la batterie est proche de 20A, les pertes sont de l'ordre de 20W (soit 0.3% environ de 7kW)
- Pour une charge / décharge de 28kW (puissance à mobiliser en moyenne pour maintenir le 130km/h sur du plat par exemple) : courant proche de 79A, pertes de l’ordre de 310W (soit 1% environ de 28kW)
- Pour une charge / décharge de 50kW (recharge sur borne DC 50kW par exemple) : courant proche de 140A, pertes de l’ordre de 1kW (soit 2% de 50kW)
- Pour une charge / décharge de 77kW (niveau de recharge max sur borne DC) : courant proche de 210A, pertes de l'ordre de 2.2kW (soit 3% environ de 77kW)
- Pour une charge / décharge de 100kW (niveau max de régénération) : courant proche de 280A, pertes atteignant 3.9kW (soit 4% environ de 100kW)
- Pour une décharge de 150kW (niveau max de traction) : courant proche de 420A, pertes atteignant 8.8kW (soit 6% environ de 150kW).
 

Pour une température de batterie aux alentours de -2°C, ces valeurs de pertes Joule sont à multiplier par 2.2 (soit +120%).

Pour une température de batterie de 25 à 35°C, ces valeurs de pertes Joule sont à multiplier par 0.7 (soit -30%).

 

La mesure de résistance interne de la batterie que j’ai présentée ici correspond à celle du KIA e-Niro 64kWh, batterie de marque SK Innovation et de technologie Li-ion polymère NCM622. Il serait intéressant de pouvoir comparer cette valeur de résistance avec celle qui pourrait être mesurée sur les batteries d’autres marques (LG Chem, Panasonic, CATL, AESC, Samsung, ...) et les batteries d’autres véhicules électriques (Hyundai, Tesla, Nissan, Renault, Peugeot, Volkswagen, Honda, Jaguar, Mercedes, BMW,…).

Y a-t-il une corrélation entre la valeur de cette résistance et certaines caractéristiques clés des voitures (pertes, puissance de charge, ...) ?

 

Qui a envie de procéder aux mesures de résistance interne de la batterie de sa voiture en s'inspirant du protocole décrit ci-dessous ?

 

Protocole de mesure :
- je lance mon module On Board Diagnostics qui enregistre les variables puissance P, courant I, tension U, et température T de la batterie (entre autres). J’utilise l’appli Car Scanner pour récupérer et enregistrer les données.
- sur une ligne droite sans personne devant ni derrière je lance la voiture à vitesse moyenne, je passe au point mort (N) quelques instants (pour pouvoir enregistrer la tension de la batterie « à vide »), puis je procède à une accélération assez vive pendant quelques secondes, et je repasse au point mort quelques instants.
- à la maison je dépouille l’enregistrement, je constate un pic d’écart de tension Delta U proportionnel au pic de puissance mobilisée P. Je note le pic de courant I et calcule le rapport -Delta U / I (la tension diminue quand on décharge la batterie). Cela donne la valeur de la résistance interne R de la batterie à la température T.
- j’effectue des mesures analogues pour différentes températures de batterie (à différentes saisons, avant/après avoir roulé, avant/après avoir rechargé…), et cela permet de construire le nuage de points Résistance fonction de la Température (avec la courbe de tendance en pointillé).
- nota : on peut aussi mesurer les mêmes paramètres lors d’une décélération-régénération (sollicitation de la palette de gauche), on obtient des valeurs très proches (au signe près, bien sûr car la tension augmente quand on injecte du courant dans la batterie). J’ai pu vérifier également qu’il y a bien proportionnalité entre écart de tension et valeur du pic de courant pour différentes valeurs d’accélération/décélération, autrement dit que la linéarité est assurée.

Modifié novembre 21, 2022 par Rozlou

[MrFurieux]

Le 21/11/2022 à 18:01, Rozlou a dit :

Bonjour,

En ce qui concerne la résistance interne de la batterie du e-Niro, j'ai pu en faire des mesures. Je trouve une valeur de l'ordre de 50 milli Ohm. En fait la valeur de la résistance dépend de la température de la batterie : elle est plus élevée à basse température (environ 110 milli Ohm vers -2°C), et plus basse à température élevée (environ 35 milli Ohm vers 35°C).

Voici ci-dessous les résultats obtenus (nuage de points et courbe de tendance). J'explique mon protocole de mesure à la fin du message.

 

Si l'on retient la valeur de 50 milli Ohm (correspondant à une température autour de 15°C), le calcul des pertes Joules dans la batterie donne les valeurs suivantes (pour les calculs ci-dessous on prend la valeur nominale de la tension de la batterie, soit 356V, cette valeur correspondant à la tension à vide pour un état de charge de 50%) :

- Pour une charge / décharge de 7kW (recharge sur Wallbox par exemple), le courant dans la batterie est proche de 20A, les pertes sont de l'ordre de 20W (soit 0.3% environ de 7kW)
- Pour une charge / décharge de 28kW (puissance à mobiliser en moyenne pour maintenir le 130km/h sur du plat par exemple) : courant proche de 79A, pertes de l’ordre de 310W (soit 1% environ de 28kW)
- Pour une charge / décharge de 50kW (recharge sur borne DC 50kW par exemple) : courant proche de 140A, pertes de l’ordre de 1kW (soit 2% de 50kW)
- Pour une charge / décharge de 77kW (niveau de recharge max sur borne DC) : courant proche de 210A, pertes de l'ordre de 2.2kW (soit 3% environ de 77kW)
- Pour une charge / décharge de 100kW (niveau max de régénération) : courant proche de 280A, pertes atteignant 3.9kW (soit 4% environ de 100kW)
- Pour une décharge de 150kW (niveau max de traction) : courant proche de 420A, pertes atteignant 8.8kW (soit 6% environ de 100kW).
 

Pour une température de batterie aux alentours de -2°C, ces valeurs de pertes Joule sont à multiplier par 2.2 (soit +120%).

Pour une température de batterie de 25 à 35°C, ces valeurs de pertes Joule sont à multiplier par 0.7 (soit -30%).

 

La mesure de résistance interne de la batterie que j’ai présentée ici correspond à celle du KIA e-Niro 64kWh, batterie de marque SK Innovation et de technologie Li-ion polymère NCM622. Il serait intéressant de pouvoir comparer cette valeur de résistance avec celle qui pourrait être mesurée sur les batteries d’autres marques (LG Chem, Panasonic, CATL, AESC, Samsung, ...) et les batteries d’autres véhicules électriques (Hyundai, Tesla, Nissan, Renault, Peugeot, Volkswagen, Honda, Jaguar, Mercedes, BMW,…).

Y a-t-il une corrélation entre la valeur de cette résistance et certaines caractéristiques clés des voitures (pertes, puissance de charge, ...) ?

 

Qui a envie de procéder aux mesures de résistance interne de la batterie de sa voiture en s'inspirant du protocole décrit ci-dessous ?

 

Protocole de mesure :
- je lance mon module On Board Diagnostics qui enregistre les variables puissance P, courant I, tension U, et température T de la batterie (entre autres). J’utilise l’appli Car Scanner pour récupérer et enregistrer les données.
- sur une ligne droite sans personne devant ni derrière je lance la voiture à vitesse moyenne, je passe au point mort (N) quelques instants (pour pouvoir enregistrer la tension de la batterie « à vide »), puis je procède à une accélération assez vive pendant quelques secondes, et je repasse au point mort quelques instants.
- à la maison je dépouille l’enregistrement, je constate un pic d’écart de tension Delta U proportionnel au pic de puissance mobilisée P. Je note le pic de courant I et calcule le rapport -Delta U / I (la tension diminue quand on décharge la batterie). Cela donne la valeur de la résistance interne R de la batterie à la température T.
- j’effectue des mesures analogues pour différentes températures de batterie (à différentes saisons, avant/après avoir roulé, avant/après avoir rechargé…), et cela permet de construire le nuage de points Résistance fonction de la Température (avec la courbe de tendance en pointillé).
- nota : on peut aussi mesurer les mêmes paramètres lors d’une décélération-régénération (sollicitation de la palette de gauche), on obtient des valeurs très proches (au signe près, bien sûr car la tension augmente quand on injecte du courant dans la batterie). J’ai pu vérifier également qu’il y a bien proportionnalité entre écart de tension et valeur du pic de courant pour différentes valeurs d’accélération/décélération, autrement dit que la linéarité est assurée.

Bel effort !

Intéressant de voir que les pertes doublent en passant de 15°C à 10°C.

Pour ceux qui se poseraient la question, les calculs de @zeta restent valides, la résistance du cuivre varie assez peu avec la température.

Les valeurs du Niro paraissent être dans la normale, et on n'a toujours pas d'explication satisfaisante pour l'écart de plus de 10% avec la Mégane. Possible que nos deux compères aient levé un petit lièvre...

[Rozlou]

Le 21/11/2022 à 22:56, MrFurieux a dit :

Bel effort !

Intéressant de voir que les pertes doublent en passant de 15°C à 10°C.

Merci.

Mon constat, c'est que passer de 15° à 0° fait doubler la résistance interne de la batterie, donc fait doubler les pertes Joule dans celle-ci.

[e-Lionel]

Le 21/11/2022 à 18:01, Rozlou a dit :

Pour une décharge de 150kW (niveau max de traction) : courant proche de 420A, pertes atteignant 8.8kW (soit 6% environ de 100kW).

coquille : 6% de 150 kW, et non 100 kW (ben oui, y'en a qui suivent 😉)

[e-Lionel]

Le 21/11/2022 à 23:08, Rozlou a dit :

Merci.

Mon constat, c'est que passer de 15° à 0° fait doubler la résistance interne de la batterie, donc fait doubler les pertes Joule dans celle-ci.

ce qui réchauffe la batterie, du coup, et lui permet de diminuer un peu sa résistance interne... 

[Rozlou]

Le 21/11/2022 à 23:13, e-Lionel a dit :

coquille : 6% de 150 kW, et non 100 kW (ben oui, y'en a qui suivent 😉)

Merci, j'ai corrigé !

[MrFurieux]

Le 21/11/2022 à 23:08, Rozlou a dit :

Merci.

Mon constat, c'est que passer de 15° à 0° fait doubler la résistance interne de la batterie, donc fait doubler les pertes Joule dans celle-ci.

Oui erreur (aussi) de lecture de ma part - et ça continue après, division par 2 de 10° à 25°

 

Le 21/11/2022 à 23:19, e-Lionel a dit :

ce qui réchauffe la batterie, du coup, et lui permet de diminuer un peu sa résistance interne... 

Effectivement, mais c'est assez lent. Quand on commence à charger avec une batterie froide la charge a du mal à accélérer (c'est ce que Bjorn appelle le "coldgate")

[Rozlou]

Le 21/11/2022 à 23:19, e-Lionel a dit :

ce qui réchauffe la batterie, du coup, et lui permet de diminuer un peu sa résistance interne... 

Le 22/11/2022 à 00:37, MrFurieux a dit :

Effectivement, mais c'est assez lent. Quand on commence à charger avec une batterie froide la charge a du mal à accélérer (c'est ce que Bjorn appelle le "coldgate")

Bonjour,

Oui. On peut chiffrer un peu.

 

Supposons qu'on souhaite charger en CCS avec une batterie à 5°. A cette température, le Niro charge à 42kW max, soit un courant de l'ordre de 120A. A cette température, la résistance interne est de 0.08 Ohm environ. Les pertes Joules dans la batteries sont donc de l'ordre de 1kW. En une demi-heure on aura chargé 21kWh dans la batterie, et 0.5kWh auront été dissipés en chaleur dans celle-ci.

J'avais fait des mesures et des calculs sur mon e-Niro 64kWh. J'en avais déduit que communiquer une énergie thermique d'environ 0,5kWh à une batterie d'environ 500kg (la batterie du Niro fait 457kg) permet de réchauffer celle-ci de 10 degrés environ.

Donc si on néglige les pertes thermiques, on peut penser qu'en une demi-heure, la température de la batterie sera passée de 5° à 15°. A ce moment-là le Niro pourra charger à 52kW max (courant de 150A), mais la résistance interne de la batterie sera passée à 0.05 Ohm, et les pertes Joule seront à nouveau de l'ordre de 1kW.

Une demi-heure plus tard, la température de la batterie aura atteint 25° environ, la puissance de charge max pourra être de 77kW... mais on aura déjà chargé 21+26=47kWh dans la batterie, on aura dépassé les 60% de niveau de batterie... et la courbe de charge du Niro est telle qu'on ne pourra pas dépasser les 55kW de puissance de charge.

 

En reprenant le calcul à partir d'une batterie à 15° au moment de l'arrivée à la borne (car on aura roulé à une vitesse assez soutenue dans les deux heures qui précèdent par exemple), on pourra bénéficier d'une charge à puissance maximale (77kW) au bout d'une demi-heure environ (quand la batterie aura atteint 25°, pour peu que le niveau de charge soit encore inférieur à 55%).

[MrFurieux]

Le 22/11/2022 à 10:33, Rozlou a dit :

Bonjour,

Oui. On peut chiffrer un peu.

 

Supposons qu'on souhaite charger en CCS avec une batterie à 5°. A cette température, le Niro charge à 42kW max, soit un courant de l'ordre de 120A. A cette température, la résistance interne est de 0.08 Ohm environ. Les pertes Joules dans la batteries sont donc de l'ordre de 1kW. En une demi-heure on aura chargé 21kWh dans la batterie, et 0.5kWh auront été dissipés en chaleur dans celle-ci.

J'avais fait des mesures et des calculs sur mon e-Niro 64kWh. J'en avais déduit que communiquer une énergie thermique d'environ 0,5kWh à une batterie d'environ 500kg (la batterie du Niro fait 457kg) permet de réchauffer celle-ci de 10 degrés environ.

Donc si on néglige les pertes thermiques, on peut penser qu'en une demi-heure, la température de la batterie sera passée de 5° à 15°. A ce moment-là le Niro pourra charger à 52kW max (courant de 150A), mais la résistance interne de la batterie sera passée à 0.05 Ohm, et les pertes Joule seront à nouveau de l'ordre de 1kW.

Une demi-heure plus tard, la température de la batterie aura atteint 25° environ, la puissance de charge max pourra être de 77kW... mais on aura déjà chargé 21+26=47kWh dans la batterie, on aura dépassé les 60% de niveau de batterie... et la courbe de charge du Niro est telle qu'on ne pourra pas dépasser les 55kW de puissance de charge.

 

En reprenant le calcul à partir d'une batterie à 15° au moment de l'arrivée à la borne (car on aura roulé à une vitesse assez soutenue dans les deux heures qui précèdent par exemple), on pourra bénéficier d'une charge à puissance maximale (77kW) au bout d'une demi-heure environ (quand la batterie aura atteint 25°, pour peu que le niveau de charge soit encore inférieur à 55%).

Comment est-ce que tu as calculé +10°C ?  Ça paraît optimiste en comparaison des temps de prechauffage sur une Model 3 qui chauffe avec le moteur à une puissance de 3 à 7W. L'appli énergie par ex hier m'a affiché 3kWh de prechauffage pour +30°C ça fait le double 

[Rozlou]

Le 22/11/2022 à 17:21, MrFurieux a dit :

Comment est-ce que tu as calculé +10°C ?  Ça paraît optimiste en comparaison des temps de prechauffage sur une Model 3 qui chauffe avec le moteur à une puissance de 3 à 7W. L'appli énergie par ex hier m'a affiché 3kWh de prechauffage pour +30°C ça fait le double 

Bonjour,

Merci pour ton commentaire et les mesures de ton préchauffage.

C'est le calcul thermodynamique qui m'a permis de dire que "communiquer une énergie thermique d'environ 0,5kWh à une batterie d'environ 500kg permet de réchauffer celle-ci de 10 degrés environ". Ce calcul consiste à partir des caractéristiques de masse et de capacité thermique du pack de batterie. La capacité thermique unitaire (par gramme) de la batterie doit être proche de 0.36 Joule / degré, en prenant en compte la proportion des différents matériaux qui la composent (Fer et Aluminium pour la structure, Cuivre pour les connexions, Lithium, Nickel, Cobalt, Manganèse, graphite, entre autres) et les capacités thermiques élémentaires desdits matériaux. En conséquence, il faut communiquer une énergie de 180 kilo Joule pour élever d'un degré un pack de batterie de 500kg dans son ensemble. 180 kilo Joule = 0.05 kWh.

Ce calcul donne l'énergie thermique à communiquer à la batterie. Cette valeur a une portée plutôt théorique.

Dans la pratique il faut générer cette chaleur et la transmettre à la batterie, et il faut considérer les inévitables déperditions thermiques (qui sont d'autant plus importantes que la différence de température avec le milieu extérieur est grande, et que le processus de réchauffage dure longtemps).

Si l'on génère cette chaleur directement dans la batterie en utilisant la résistance interne, on annule les pertes de transport de cette chaleur. Si l'on génère cette chaleur dans le moteur et qu'on transfère cette chaleur via le fluide caloporteur vers la batterie, il y aura nécessairement des déperditions. Et dans tous les cas il y aura des pertes par conduction / rayonnement / convection avec le milieu extérieur, sauf si la batterie est particulièrement bien calorifugée (ce dont je doute...).

Donc, tu as raison, le raisonnement que j'ai fait pèche par optimisme. Dans la réalité la surconsommation électrique pour faire monter en température la batterie est plus importante que ce que le calcul théorique laisse penser. Ce que prouvent tes mesures.

Pour compléter ce tableau, des propriétaires de Kia ou Hyundai avec préchauffage de batterie pourraient-ils indiquer la surconsommation de leur système de conditionnement, avec l'impact sur la température de la batterie (via un dongle OBD et une appli ad hoc) ?

Modifié novembre 22, 2022 par Rozlou

[Remy]

Le 22/11/2022 à 18:26, Rozlou a dit :

La capacité thermique unitaire (par gramme) de la batterie doit être proche de 0.36 Joule / degré, en prenant en compte la proportion des différents matériaux qui la composent (Fer et Aluminium pour la structure, Cuivre pour les connexions, Lithium, Nickel, Cobalt, Manganèse, graphite, entre autres) et les capacités thermiques élémentaires desdits matériaux

Je pense que cette valeur de 0,36 J K⁻¹ g⁻¹  est un peu basse.

• Fer : 0,449
• Aluminium : 0,897
• Cuivre : 0,385
• Lithium : 3,582
• Nickel : 0,444
• Cobalt : 0,421
• Manganèse : 0,479
• Carbone : 0,709

 

Je vois mal comment la moyenne pondérée pourrait être de 0,36 vu que la plus basse des valeurs est de 0,385 ?

A vue de nez, je dirais qu'on doit plutôt être vers 0,5.

 

Le 22/11/2022 à 18:26, Rozlou a dit :

Dans la réalité la surconsommation électrique pour faire monter en température la batterie est plus importante que ce que le calcul théorique laisse penser. Ce que prouvent tes mesures.

Oui, ou inversement : pour 0,5 kWh dissipés, on gagne moins de 10°.

Du coup, le calcul sur les durées de recharge grâce au réchauffement interne de la batterie est aussi trop optimiste 😉

[MrFurieux]

Le 22/11/2022 à 18:54, Remy a dit :

Je pense que cette valeur de 0,36 J K⁻¹ g⁻¹  est un peu basse.

• Fer : 0,449
• Aluminium : 0,897
• Cuivre : 0,385
• Lithium : 3,582
• Nickel : 0,444
• Cobalt : 0,421
• Manganèse : 0,479
• Carbone : 0,709

 

Je vois mal comment la moyenne pondérée pourrait être de 0,36 vu que la plus basse des valeurs est de 0,385 ?

A vue de nez, je dirais qu'on doit plutôt être vers 0,5.

 

Oui, ou inversement : pour 0,5 kWh dissipés, on gagne moins de 10°.

Du coup, le calcul sur les durées de recharge grâce au réchauffement interne de la batterie est aussi trop optimiste 😉

Surtout, il y a l'électrolyte à base d'eau (4,4J/g/K) ?

[zeta]

Si on demande à la Nasa, on trouve un tableau des capacités thermiques spécifiques de différentes types de cellules en page 8 : https://tfaws.nasa.gov/wp-content/uploads/TFAWS18-PT-11.pdf

 

Pour du NMC (Nickel Manganese Cobalt) qui doit être la composition des cellules du Niro et de la Mégane, le coeff serait de l'ordre de 1000J/kg/K.

Donc pour un pack autour de 500 kg : 500 kJ/K, soit 140 Wh/K (ou 140 Wh/°C).

Pour faire monter la batterie de 20°C, il faudrait 3kWh. On n'est pas très loin du chiffre mesuré par @MrFurieux, mais en un peu plus pessimiste.

Ou dans le sens inverse, avec 0,5Wh de pertes pendant la charge, la température aurait monté de 4°C.

[Paul Ioniq44]

J'avais déjà posé la question mais j'ai perdu la réponse. Comment se fait-il que la Ioniq 28 peut se charger à 50kw même par temps très froid et sans préchauffage ? La batterie c'est du NMC non ?

[MrFurieux]

Le 22/11/2022 à 21:37, Paul Ioniq44 a dit :

J'avais déjà posé la question mais j'ai perdu la réponse. Comment se fait-il que la Ioniq 28 peut se charger à 50kw même par temps très froid et sans préchauffage ? La batterie c'est du NMC non ?

Trois bouts de réponse:

- elle monte jusqu'à 70 donc 50 kW c'est déjà une puissance réduite

- en roulant à 130 la puissance demandée est proche de 1C, ça chauffe la batterie 2x plus que sur le Niro

- certaines batteries sont moins sensibles au froid que d'autres, ça dépend à la fois du type et de la composition précise (par ex les batteries NMC spatiales tolèrent jusqu'à -40°C)