La recharge rapide en 800 Volts

[Kratus]

 

Le 03/08/2021 à 22:38, Beud a dit :

Allego et Ionity font des bornes 350w

 

À ma connaissance, ces bornes ne délivrent 350 kW que sous 800 Volts. 

Par rapport aux superchargeurs Tesla sous 400 V, l'intensité est réduite de moitié à puissance égale. Et donc la section de câble nécessaire aussi. 

 

Mais le 800 Volts n'a pas que des avantages. 

 

 

 

Modifié août 5, 2021 par Kratus
Séparation d'une discussion hors sujet dans un fil spécifique

[Pahtath]

Le 03/08/2021 à 22:45, Kratus a dit :

Mais le 800 Volts n'a pas que des avantages. 

Disons que pour une borne DC, le gain n'est pas forcément super important et je suis d'accord.

Maintenant, quand on sait qu'en ce moment, il existe des bornes en 800V et des bornes en 400V, je pense que l'architecture 800V doit devenir la norme pour les voitures (avec acceptation à 400V via une redisposition des cellules) pour éviter les déconvenues futures de clients qui ont déjà du mal à comprendre la différence fondamentale entre 7kW AC et 11kW AC.

 

Modifié août 5, 2021 par Kratus

[Kratus]

Il y a 10 heures, Pahtath a dit :

je pense que l'architecture 800V doit devenir la norme

Je partage plutôt l'avis de Bjørn. C'est une technologie très coûteuse pour un avantage très relatif. 

[chgros1]

Très coûteuse ? Pourtant accessible sous les 45000 € du moins chez les constructeurs coréens 

[Kratus]

Je parle du coût des bornes et de leur l'infrastructure. 

[Pahtath]

il y a 16 minutes, Kratus a dit :

Je parle du coût des bornes et de leur l'infrastructure. 

Justement, c'est bien pour cela que mon humble opinion est que j'aimerais que les voitures supportent les deux architectures afin d'avoir une période de transition la plus souple possible.

Sinon, cela va encore rendre la situation compliquée pour expliquer pourquoi par exemple une borne 350kW 800V ne délivre que la moitié à une voiture qui supporte pourtant 220kW en pic sur une archi 400V.

Modifié août 4, 2021 par Pahtath
Modification des unités de puissance pour être plus réaliste

[Enreflexion]

il y a 37 minutes, Kratus a dit :

Je partage plutôt l'avis de Bjørn. C'est une technologie très coûteuse pour un avantage très relatif. 

pas tant

j'ai eu les prix pour des bornes 200 kW en 500 et 1000V. Le passage à 1000V c'est moins de 10% de la borne...

 

Car pour avoir 6 à 700A en intensité faut calibrer aussi.

En 800V et plus tu n'as plus besoin que de moitié moins..

 

C'est souvent plus de 800V en architecture : ABB c'est 920V 500A, d'autres 1000V

Modifié août 4, 2021 par Enreflexion

[e-Lionel]

Il y a 3 heures, Pahtath a dit :

Justement, c'est bien pour cela que mon humble opinion est que j'aimerais que les voitures supportent les deux architectures afin d'avoir une période de transition la plus souple possible.

Sinon, cela va encore rendre la situation compliquée pour expliquer pourquoi par exemple une borne 350kW 800V ne délivre que la moitié à une voiture qui supporte pourtant 220kW en pic sur une archi 400V.

Même combat que le triphasé qui multiplie la puissance en jouant sur l'intensité (*3 avec 3 phases). Le 800V fait la même chose : on multiplie la puissance en intervenant sur la tension...

Contrairement à ce que dit Bjorn Nyland, à puissance égale, le "800V" stresse moins la batterie puisque l'intensité est divisée par deux ! Ou vu autrement, pour une intensité donnée, l'architecture 800V permet une charge 2 fois plus rapide... si les bornes sont bien en 800V bien évidemment (même problème que le triphasé, c'est bien si on dispose d'une borne triphasée !)

[e-Lionel]

Et petit rappel sur le principe du 800V :

- le VE possède 2 demi-batteries de 400V

- en fonctionnement, ces 2 demi-batteries travaillent en parallèle (donc toujours 400V, capacité totale= somme des capacités des 2 demi-batteries, et résistance interne du pack moindre)

- en recharge, les 2 demi-batteries sont en série, donc recharge sous 800V, et la même intensité traverse les 2 demi-batteries > on aurait le même résultat avec 2 circuits de recharge sur le VE, 2 connecteurs CCS, et en branchant simultanément 2 bornes de 400 V, chaque demi-batterie serait rechargée avec la même puissance et la même durée que le système 800 V

[fin du HS 🤪]

 

 

Modifié août 4, 2021 par e-Lionel

[jpp59]

Ca stress quand même plus la batterie puisque tu charge a 2C au lieu de 1C

 

 

[id3]

Une borne 800V restera toujours moins cher qu'une station H2, et pour beaucoup 20' au lieu de 30' de recharge sera toujours plus convaincant à passer au VE.

[Tartiflex]

Par curiosité quelqu'un sait combien coûte une station service essence ? Et l'entretien d'une telle station ?

[e-Lionel]

Il y a 5 heures, jpp59 a dit :

Ca stress quand même plus la batterie puisque tu charge a 2C au lieu de 1C

 

 

Oui et non, c'est bien pour ça que j'ai reprécisé au dessus comment cela fonctionne. 

Si on disposait du circuit de charge adéquat et de la borne qui va avec, on pourrait tout aussi bien passer en 1600 V, et charger 4 petites batteries (du quart de la capacité totale) connectées en série.

Un exemple concret :

Une batterie 400 V de 100 kWh, constituée de 2 demi-batteries 400 V de 50 kWh chacune, connectées en parallèle lorsque le VE roule (en parallèle, les capacités s'ajoutent).

Charge en 400 V : les batteries restent en configuration parallèle pendant la charge

- pour une puissance de 100 kW, tu charges à 250 A. Chaque demi-batterie est chargée sous 400V à 125 A, soit 50 kW, soit 1C.

- pour une puissance de 50 kW, tu charges à 125 A. Chaque demi-batterie est chargée sous 400V à 62,5 A, soit 25 kW, soit 0,5C.

 

Maintenant, pour une charge en 800 V : les 2 demi-batteries sont connectées en série

- pour une puissance de 100 kW, tu charges à 125 A, (la tension a doublé, donc par rapport à la charge 400V, l'intensité est divisée par 2). Chaque demi-batterie est toujours chargée sous 400V à 125 A, soit 50 kW, soit 1C.

- même principe pour une charge à 50 kW, on charge à 62,5 A. Chaque demi-batterie est chargée sous 400V à 62,5 A, soit 25 kW, soit 0,5C.

 

Donc au final, le 800V permet, pour une puissance donnée, de diviser l'intensité par 2, et limiter l'échauffement associé (effet joule = rI²).

Dit autrement, là où le 100 kW était difficile à atteindre en 400 V à cause de l'échauffement, il devient parfaitement accessible et sûr si on passe en 800 V.

Quant au stress des cellules, il n'est pas lié à l'intensité mais à l'échauffement qui en résulte : charger à 3C ou même 4C une cellule à 20% de charge est moins "stressant" que de la charger à 1C arrivé à 90% de charge (d'où les courbes de charge observées).

Et pour finir le HS (désolé), les nlles technos de batterie se concentrent principalement sur cet objectif : augmenter l'intensité en charge sans contrainte sur la cellule (moi j'aurai préféré des batteries aussi lentes à charger qu'aujourd'hui mais 10 fois moins chères....🙄)

 

 

[Spif]

il y a 29 minutes, e-Lionel a dit :

Dit autrement, là où le 100 kW était difficile à atteindre en 400 V à cause de l'échauffement, il devient parfaitement accessible et sûr si on passe en 800 V.

J'enfonce une porte ouverte :

On constate une chose similaire au niveau de la production d’énergie, où le 230V est appelé "basse tension".

En sortie de centrale, le courant est élevé à 400kV si j'ai bonne mémoire (THT), pour le transporter vers les sous stations qui elles-même le réduiront à 90kV(HT) puis 20kV(MT) pour l'envoyer vers les répartiteurs "de quartier" qui finiront la réduction à 230V(BT).

Une centrale nuk produisant plusieurs MW, il faut bien une tension élevée pour que les câbles ne fondent pas 😅

Modifié août 5, 2021 par Spif
corrections sur le réseau / tensions, source EDF

[GaelZorro26]

Hum à ma connaissance, ni Taycan / e-tron GT, ni EV6 / Ioniq 5 ne fonctionnent de cette façon, ils embarquent des convertisseurs 400->800v pour la charge sur les stations 400V, à la puissance de 150kW maxi. 

Le passage en 800V dans le véhicule permet aussi de réduire la section et le poids du câblage. 

 

Ce convertisseur était d'ailleurs en option au début sur le Taycan, et la plate-forme E-GMP inclut un système similaire au chargeur Caméléon qui utilise les bobinages du moteur pour la conversion DC-DC. 

[Remy]

il y a 6 minutes, GaelZorro26 a dit :

Hum à ma connaissance, ni Taycan / e-tron GT, ni EV6 / Ioniq 5 ne fonctionnent de cette façon

Je le crois aussi ( la séparation d'une batterie en deux moitiés pose de gros problèmes d'équilibrage par la suite, ce n'est pas impossible, mais bien plus compliqué ).

 

Quoi qu'il en soit, il est exact que l'augmentation de la tension de charge (et de celle de la batterie) permet de charger (et décharger) à une puissance plus élevée avec le même niveau de "stress" sur les cellules.

[e-Lionel]

Oui tu as raison, je voulais juste donner le principe de base... Un VE 800V sera de toute façon limité en puissance sur une borne 400V, même si la tension est élevée à 800 V en interne.

[Spif]

C'est pas Rivian qui prévoir cette bascule 800V série pour la recharge et 400V parallèle pour le fonctionnement ? J'ai vu une vidéo présentant la chose, mais impossible de remettre la main dessus 😕

Modifié août 5, 2021 par Spif

[jpp59]

Oui et non, c'est bien pour ça que j'ai reprécisé au dessus comment cela fonctionne. 
 
 

Faux, plus tu charge vite plus tu use vite la batterie, tous les constructeur de voiture le disent et déconseillent de faire des Supercharge si possible. Le 800v est la pour augmenter la puissance de charge, pas pour diminuer la section des câble, on passe de 100kW de pic à plus de 200kW. Sur une batterie de 70-80kWh on passe bien de 1C à 2C de moyenne...

[Remy]

il y a 3 minutes, jpp59 a dit :

Le 800v est la pour augmenter la puissance de charge, pas pour diminuer la section des câble, on passe de 100kW de pic à plus de 200kW.

Donc pour une même puissance recherchée de 200 kW, on diminue la section des câbles nécessaire...

 

il y a 4 minutes, jpp59 a dit :

Sur une batterie de 70-80kWh on passe bien de 1C à 2C de moyenne...

Évidemment, si on augmente la puissance à capacité égale.

Mais si on double la capacité en doublant la tension, on double la puissance de charge au même niveau de stress.

Ç’aurait été pareil si on n'avait pas doublé la tension, mais il aurait fallu des câbles 4 fois plus gros.

[jpp59]

J'ai pas vu de voiture avec des pack a 160kWh...

 

 

(et 2 fois plus gros suffit, tu augmente la surface de section de 4x)

 

 

Et je parle des exemple réel, par exemple le kia ev6 qui passe à une charge de plus de 200kW sur un pack de 70kW grâce au 800v

 

[tech60]

J'ai vu la vidéo (qui date de plus d'un an au passage et donc avec très peu de recul sur les voitures exploitant le 800V) et je ne vois toujours pas le "problème" qu'il pourrait y avoir avec ce type de bornes.

[Myrddin]

Le niveau de tension du pack batterie ne changera rien au stress de chaque cellule. Ce qui compte c'est juste la vitesse de recharge, exprimé majoritairement en C, information lié à la constante de Peukert qui indique la vitesse de recharge : à 1C 

on recharge une batterie complètement déchargé en 1h, à 2C en 1/2h, à 3C en 1/3 d'heure et à 1/4C en 4h.

 

Dans les voitures électriques on parle plutôt en kWh, information de puissance, qu'en Ah, qui n'indique pas grand chose vis-à-vis de la puissance de la batterie, à moins d'avoir d'autre information comme la tension nominal de la batterie.

 

Il faut savoir qu'il y a un ensemble de cellule en série et en parallèle pour réaliser un pack batterie complet. Un pack batterie qui à 48V nominal et 4Ah et un pack qui à 12V nominal et 16Ah on la même puissance, 192Wh. Il faudra la même puissance pour la charger, et même si,en simplifiant, pour charger le premier à 1C il suffit de 4A et le second il faudrait 16A, le stresse pour les cellules est le même. Par contre les pertes de conversion seront sans doute plus importante en première approche, mais ce n'est pas garantie car elles seront lié à la topologie et à la qualité du convertisseur.

 

Le fait de passer à 800V, c'est juste pour permettre de monter en puissance au niveau du chargeur sans avoir des câbles de recharge non manœuvrable et trop chère. Ça permettra un meilleur rendement de conversion AC/DC, mais pas spécialement dans la batterie, à part les pertes dans les câbles qui sont sommes toutes négligeables.

[alfniev]

on parles de surcout au niveau de la borne.

Mais as-t-on aussi un surcout au niveau de l'alimentation de cette borne ? Faut-il un transformateur 20kV/800V , ou un classique 20kV/400V est compatible ?

[alfniev]

Question technique 

Une taycan ou ioniq5 qui charge sur une borne 400V DC ( la grande majorité ) 

• la voiture recalibre son pack de batterie pour charger a 400V ?
• la voiture a un convertisseur supplémentaire pour adapter le 400V reçu vers du 800V ?