La recharge rapide en 800 Volts

[f4eru]

Le 27/09/2021 à 10:27, alfniev a dit :

il y a 1 seul et unique argument pertinent pour passer a 800V.

• la section du câble, sa longueur et son poids pour la recharge du véhicule.

Le câble, mais aussi le connecteur. Le connecteur CCS est utilisé à fond au niveau courant, et passer à 800V permet de l'utiliser à fond en tension aussi, la limitation technologique vient de là, une fois les batteries capables d'absorber 200-400kW.

 

 

  

Le 27/09/2021 à 10:27, alfniev a dit :

 + moins de cuivre pour le câblage

Moins d'aluminium.   Les cables des bornes sont en alu, car moins de risque de vol de métal, et moins lourd à soulever.

   

Le 27/09/2021 à 10:27, alfniev a dit :

-  électronique plus couteuse

Mouhi...

Plus vraiment. Les coûts sont équivalents, car les composants 1200V (pour l'élec 800V) se démocratisent rapidement.

 

Le 27/09/2021 à 10:27, alfniev a dit :

 + moteur moins complexe

Ah ? Euh non... Pourquoi ?

 

 

Le 27/09/2021 à 10:27, alfniev a dit :

 -  convertir le 400V DC en 800V DC

c'est en effet de la complexité ajoutée. Mais utiliser le moteur et l'inverter existant comme buck est une solution maline et pas cher -> peu de complexité ajoutée.

 

Ce qui pose la question à 20 millions de dollars : cette techno est elle protégé par un brevet?

 

   

Le 27/09/2021 à 10:27, alfniev a dit :

Quasiment même arguments coté borne de recharge.

Non, pas vraiment. La borne est plus facile à fabriquer en 800V à puissance équiv., car courants plus faibles.

 

  

Le 27/09/2021 à 02:34, e-Lionel a dit :

C'est drôle, à chaque fois qu'une innovation n'est pas issue du monde Tesla, elle est critiquée...

Euh non, je ne trouve pas. Tesla fait souvent des choix très réfléchis et justifiés à long terme, mais n'est pas la bible non plus.

D'ailleurs il est très probable que les superchargeurs V3 soient prévus pour une sortie 800V, ou à minima un upgrade path facile et pris en compte pour le 800V.

Entrée du conv DC/DC -> ~900V DC

Sortie du conv DC/DC -> 500V DC

Sorties, connecteurs, cable, etc : 1000VDC

 

 

 

 

 

Modifié septembre 27, 2021 par f4eru

[e-Lionel]

Le 27/09/2021 à 12:51, cyberoni a dit :

Pas c'est pas ma faute lool.

J'ai juste pris les fiches techniques des 2 véhicules et fait une division.

 

Mais il doit surement avoir un autres truc a faire.  

Le nbre de cellules que tu indiques me semble faible...

[cyberoni]

Le 27/09/2021 à 13:14, e-Lionel a dit :

Le nbre de cellules que tu indiques me semble faible...

Voici les fiches technique des véhicules:

 

Kia Ev6 / 32 modules et 384 cellules:

 

 

Kia E-niro / 294 cellules et "12 modules de mémoire":

 

[cyberoni]

Le 27/09/2021 à 13:13, tech60 a dit :

Perso j'ai juste hâte de voir ce que les coréennes vont donner niveau puissance de recharge cet hiver et voir si on ne va retomber comme un soufflé comme le niro/kona par temps froid pour les charges DC batterie froide.

La Ioniq5 et le EV6 ont un réchauffer de batterie.

A priori ça devrait régler le problème.  

[fabala]

Le 27/09/2021 à 13:08, alfniev a dit :

J'aurais du être plus clair , dans chacun des 2 packs , il y a 1900 cellules (  190x10   /  95x20 )

• pack 800V , 190 cellules en série de 4.2V et 10 en parallèle
• pack de 400V , 95 cellules en série de 4.2V et 20 en parallèle

Mais justement, pourquoi se limiter à une hypothèse du même nombre de cellules?

 

Qu'est ce qui empêche, avec le pack 800V d'avoir une config 190x20 pour conserver l'architecture 20 en // avec une capacité 2x plus petite par cellule et donc bien une intensité divisé par 2? On va se mettre à parler en Ah comme pour les I3 😅

[tech60]

Le 27/09/2021 à 13:25, cyberoni a dit :

La Ioniq5 et le EV6 ont un réchauffer de batterie.

A priori ça devrait régler le problème.  

En espérant que ce soit plus efficace que sur le niro/kona car même les modèles équipés du mode hiver ont une charge lente en hiver.

[chgros1]

Le 27/09/2021 à 14:06, tech60 a dit :

En espérant que ce soit plus efficace que sur le niro/kona car même les modèles équipés du mode hiver ont une charge lente en hiver.

Faux, j'ai chargé à 77 (et même 80 en pointe) en plein hiver par 2° sur Kona et Niro.

Quelque soit le VE s'il couche dehors avec batterie à 5° (en dessous le réchauffeur se met automatiquement en action chez les coréennes), si l'on fait une charge THP 5 km après le départ on aura jamais la puissance max.

Faut partir batteries pleines et après 250 ou 300 km du premier trajet les batteries sont OK (autoroute à 125 kmh).

 

[tech60]

Le 27/09/2021 à 15:03, chgros1 a dit :

Faux, j'ai chargé à 77 (et même 80 en pointe) en plein hiver par 2° sur Kona et Niro.

Quelque soit le VE s'il couche dehors avec batterie à 5° (en dessous le réchauffeur se met automatiquement en action chez les coréennes), si l'on fait une charge THP 5 km après le départ on aura jamais la puissance max.

Faut partir batteries pleines et après 250 ou 300 km du premier trajet les batteries sont OK (autoroute à 125 kmh).

 

Oui ça m'est aussi arrivé l'hiver dernier avec le niro mais parfois et vu le faible nombre de bornes THP pour l'instant il peut aussi arriver qu'on doive charger après 100km et là la puissance de charge max n'y est pas,c'est pour ça que j'espère que ça s'est arrangé sur les nouveaux modèles.

[chgros1]

Si les batteries ne sont pas à 26° mais entre 15 et 25° tu charges autour de 50 kW (borne thp à éviter), en dessous de 15° c'est trop lent.

15° faut 100 à 150 km sur autoroute s'il fait autour de 0°.

Perso je contrôle la t° batteries via l'appli EVnotify + un OBDlink

Modifié septembre 27, 2021 par chgros1

[GaelZorro26]

Le 27/09/2021 à 13:53, fabala a dit :

Mais justement, pourquoi se limiter à une hypothèse du même nombre de cellules?

 

Qu'est ce qui empêche, avec le pack 800V d'avoir une config 190x20 pour conserver l'architecture 20 en // avec une capacité 2x plus petite par cellule et donc bien une intensité divisé par 2? On va se mettre à parler en Ah comme pour les I3 😅

Si on divise la capacité par 2 la batterie coûtera moins cher, et la voiture ira 2 fois moins loin, tout simplement

La mesure en Ah est plus simple à manipuler quand on parle de recharge.

 

Le surcout de cette techno sur le véhicule ce qui veut dire que à terme on va la retrouver sur la plupart des véhicules milieu/haut de gamme.

A ma connaissance Stellantis ont d'ailleurs déjà annoncé cette répartition.

Renault aussi envisagent un bloc électronique "all-in-one" donc modulaire, avec certainement les différents modules présents suivant le besoin: chargeur AC 22kW, convertisseur DC-DC 400->800V, etc.

 

Merci f4eru, la plupart ne se doutent pas que les superchargers sont déjà 800V-ready!  A priori il leur suffira d'un échange de carte dans le rack de chargeurs, le reste de l'installation étant inchangé. Pour charger leur futur Cybertruck et Semi-remorque à tous les coups.

[Pedritto]

Le 27/09/2021 à 12:54, e-Lionel a dit :

 en doublant la tension, tu peux doubler le nb de cellules du pack et donc la capacité sans surcharger aucune cellule, et en conservant la même durée de charge.

Si on raisonne pour un pack batterie d'une capacité donnée, cela revient à diviser par deux la durée de recharge par rapport à du 400 V...

Ah oui. 

Donc ma zoe52, je lui colle un deuxième pack de batterie en serie pour en faire une zoe104 et sous 800V je pourrais charger de quoi faire 100km 2x plus vite.

Faut quand même aussi doubler ton pack batterie....

 

Si ta cellule de base se charge en 1h mini ( en condition de T° donné ) tu pourra câbler comme tu veux ta voiture chargera au mieux en 1h, même à 10kV.

Je doute que la limite de charge vienne de l'électronique du circuit de charge (enfin...chez Hyundai/kia c'est possible)

En tout cas pas chez Tesla. On voit tres bien que les (mêmes) cellules chargent a la même puissance (max) sur les Sr+ et les Lr:

Sr+ 2976 cellules 170kW max => 57W/cell

Lr 4416 cellules 250kW max => 57W/cell

OH !

Chaque cellule se charge maxi à 4,2V et 13A (ce qui est énorme !) c'est la limite physique/thermique de la cellule qui est atteinte avec des chargeurs 400V.

Passer en 800V n'y changera rien. Rien d'autre que de charger des batteries 2x plus grosses (pour un camion par ex) en serie sans changer le câble du SuC et le CCS.

 

Modifié septembre 27, 2021 par Pedritto

[fabala]

Le 27/09/2021 à 16:36, GaelZorro26 a dit :

Si on divise la capacité par 2 la batterie coûtera moins cher, et la voiture ira 2 fois moins loin, tout simplement

La mesure en Ah est plus simple à manipuler quand on parle de recharge.

2x plus de cellules mais avec 2x moins de capacité unitaire par cellule ca ne divise pas la capacité globale du pack par 2, on est sur une capacité équivalente, mais ca peut bien multiplier la tension par 2 tout en conservant l'intensité/cellule entrante/sortante équivalente 

[tech60]

En tout cas (et ce n'est pas la première fois que je l'écris) il est bien dommage que les centres de R&D gaspillent des milliards d'euros par an dans leurs recherches et que les constructeurs automobiles et de bornes de recharges sortent de nouvelles innovations totalement inutiles alors qu'il leur suffirait de lire les remarques de quelques fanboys sur le net pour avoir la vérité vraie.

[GaelZorro26]

Ah je n'avais pas compris. Mais donc ça veut donc juste dire qu'on change la géométrie du pack pour doubler la tension. J'ai juste?

Sans changement ailleurs, la puissance de charge sera la même, avec un lambda en plus parce qu'on aura moins de pertes dans les câbles entre la borne et la voiture.

[Spif]

Le 27/09/2021 à 17:01, GaelZorro26 a dit :

Ah je n'avais pas compris. Mais donc ça veut donc juste dire qu'on change la géométrie du pack pour doubler la tension. J'ai juste?

Ce n'est peut être pas la règle générale, mais il me semble qu'au moins Rivian a conçu la sienne avec un fonctionnement en 400V, et une recharge en 800V en basculant d'un fonctionnement série -> // (ou l'inverse xD)

[e-Lionel]

Le 27/09/2021 à 16:39, Pedritto a dit :

Ah oui. 

Donc ma zoe52, je lui colle un deuxième pack de batterie en serie pour en faire une zoe104 et sous 800V je pourrais charger de quoi faire 100km 2x plus vite.

Faut quand même aussi doubler ton pack batterie....

 

Si ta cellule de base se charge en 1h mini ( en condition de T° donné ) tu pourra câbler comme tu veux ta voiture chargera au mieux en 1h, même à 10kV.

Je doute que la limite de charge vienne de l'électronique du circuit de charge (enfin...chez Hyundai/kia c'est possible)

En tout cas pas chez Tesla. On voit tres bien que les (mêmes) cellules chargent a la même puissance (max) sur les Sr+ et les Lr:

Sr+ 2976 cellules 170kW max => 57W/cell

Lr 4416 cellules 250kW max => 57W/cell

OH !

Chaque cellule se charge maxi à 4,2V et 13A (ce qui est énorme !) c'est la limite physique/thermique de la cellule qui est atteinte avec des chargeurs 400V.

Passer en 800V n'y changera rien. Rien d'autre que de charger des batteries 2x plus grosses (pour un camion par ex) en serie sans changer le câble du SuC et le CCS.

 

Je vais schématiser autrement :

- Tu as une cellule donnée, avec sa techno , sa puissance de charge maxi, sa capacité

- en chargeant à 2C sous 400V, tu peux, par exemple, charger une batterie (0%-100%) de 50 kWh en 30 minutes à 100 kW (en négligeant les pertes pour simplifier)

- en 800V, avec une batterie contenant 2 fois plus de cellules identiques à la 1ère batterie, soit une capacité de 100 kWh,  tu peux  charger ta batterie (0%-100%) en 30 minutes à 200 kW > chaque cellule individuellement est chargée à la même vitesse que dans la 1ère batterie, elle n'est pas plus stressée, mais au final tu as bien rechargé tes 100 kWh en 30 minutes !

Donc très clairement on est d'accord : je n'ai jamais écrit qu'on pouvait diviser par 2 le temps de charge de chaque cellule, j'ai indiqué qu'on pouvait charger 2 fois plus de cellules dans la même durée , ce n'est pas la même chose  !

La durée minimale de charge reste liée à la puissance de charge maxi que le constructeur de la cellule a prévu : à peu près 3C, selon la chimie de la cellule, le système de refroidissement, etc... Donc à peu près 20 minutes !

Le 800V en résumé : à chimie équivalente, on ne peut pas diminuer le temps de charge, mais on peut charger une capacité double dans la même durée, par rapport à une charge 400V, sans abîmer la batterie...

Sour réserve évidemment que tous les composants du circuit de charge soient dimensionnés pour le 800V, et que le surcoût ne soit pas rhédibitoire !

C'est ma compréhension du sujet et je ne crois pas me tromper , voilà.

 

[Forhorse]

Le 27/09/2021 à 18:00, e-Lionel a dit :

- en chargeant à 2C sous 400V, tu peux, par exemple, charger une batterie (0%-100%) de 50 kWh en 30 minutes à 100 kW (en négligeant les pertes pour simplifier)

- en 800V, avec une batterie contenant 2 fois plus de cellules identiques à la 1ère batterie, soit une capacité de 100 kWh,  tu peux  charger ta batterie (0%-100%) en 30 minutes à 200 kW > chaque cellule individuellement est chargée à la même vitesse que dans la 1ère batterie, elle n'est pas plus stressée, mais au final tu as bien rechargé tes 100 kWh en 30 minutes !

Ton explication me semble bancale, il y a un truc qui cloche dans le raisonnement mais j'arrive pas à mettre le doigts dessus. En fait je vois pas en quoi le nombre de cellules vient faire dans l'histoire.

Si tu as une capacité de batterie ce qui donne sont taux de charge, c'est le rapport entre cette capacité et la puissance et pas le nombre de cellule qui la compose.

si tu as 100kWh de batterie, que tu veux charger à 1C, ben tu charges à 100kW... qu'il y ai 10 énormes cellules ou 250 mini cellules ne changera rien à ce taux.

Ou j'ai pas compris où tu veux en venir ?

[e-Lionel]

Je ne vois pas comment je peux expliquer plus simplement...

Le 800V te permet de charger une batterie 2 fois plus grosse en capacité qu'en 400V pour la même durée de charge, avec une puissance double.

En revanche, si tu essaies de doubler la puissance en restant en 400V et en doublant l'intensité, tes cellules surchauffent et tu bousilles ta batterie.

L'article AP l'explique assez bien...

[e-Lionel]

Le 27/09/2021 à 22:47, Forhorse a dit :

si tu as 100kWh de batterie, que tu veux charger à 1C, ben tu charges à 100kW... qu'il y ai 10 énormes cellules ou 250 mini cellules ne changera rien à ce taux.

Je crois comprendre ce qui te chagrine : si tu charges 100 kWh de batterie à 100 kW, la durée sera évidemment la même, que ce soit en 800V avec une batterie 800V , ou en 400V avec une batterie 400 V.

Mais le 800V ne sert pas à ça, le but est de doubler la puissance de charge avec la même intensité et une tension double :

- au lieu de charger une batterie de 100 kWh à 100 kW en une heure, en 400V

- tu peux charger une batterie de 200 kWh à 200 kW en une heure, mais en 800V, cette batterie possède 2 fois plus de cellules (donc 2 fois plus de capacité) mais chaque cellule INDIVIDUELLEMENT reçoit la même tension et la même intensité et pendant la même durée que dans la batterie 400V.

C'est exactement "COMME SI" ton VE possédait 2 batteries de 400V, 2 connecteurs CCS, 2 circuits de charge DC en 400 V, et que tu le branchais simultanément sur 2 bornes CCS 400V avec chacune son câble CCS...

La durée de la charge ne diminue pas, mais tu recharges le double de capacité...

 

[Forhorse]

ça oui on est d'accord... le but du 800V c'est juste de faire passer le double de puissance dans le même câble / connecteur.

 

[jpp59]

Et/ou de diviser par 4 les pertes. (à puissance égale on divisé l'intensité par deux, donc les perte effet joules par 4 (RxIxI))

[alfniev]

Le 27/09/2021 à 23:16, e-Lionel a dit :

Je ne vois pas comment je peux expliquer plus simplement...

Le 800V te permet de charger une batterie 2 fois plus grosse en capacité qu'en 400V pour la même durée de charge, avec une puissance double.

En revanche, si tu essaies de doubler la puissance en restant en 400V et en doublant l'intensité, tes cellules surchauffent et tu bousilles ta batterie.

L'article AP l'explique assez bien...

 

Ton explication n'est pas claire.

Tu sous-entends que doubler la puissance en 400V fait surchauffer la batterie contrairement au 800V => FAUX

 

Une batterie 400V 100kWh chargeant a 200kW ne chauffera pas plus qu'une batterie 800V 100kWh chargeant aussi a 200kW

[e-Lionel]

Le 28/09/2021 à 16:52, alfniev a dit :

Une batterie 400V 100kWh chargeant a 200kW ne chauffera pas plus qu'une batterie 800V 100kWh chargeant aussi a 200kW

Je parlais d'une seule et même batterie 400V 100 kWh

- tu peux la charger à 100 kW en 400V

- ou à 200 kW sous 400V

- peut-être à 300 kW sous 400V avec un refroidissement actif

- mais certainement pas à 400kW, 500kW ou plus... 

parce que, en restant dans cette unique configuration 400V figée où modules et cellules sont assemblés d'une certaine façon non modifiables (même si quelqu'un répond à ce message en changeant mon hypothèse de départ mais je ne vise personne😉), alors l'intensité maximum admissible par CHAQUE CELLULE, sans être détruite, implique que l'on ne peut pas augmenter l'intensité globale de charge, et donc la puissance, en restant à 400V.

(Bon je crois que j'ai bien blindé ma réponse là, non ?)

Et du coup, que fait-on quand on veut augmenter la puissance de charge malgré tout ? On passe sur une architecture 800V qui permet de doubler la puissance à intensité égale, puisque c'est la tension qui est doublée !

 

 

Modifié septembre 28, 2021 par e-Lionel

[e-Lionel]

Le 27/09/2021 à 10:51, alfniev a dit :

Exemple fictif 

• charge a 200kW
  • soit 800V 250A
  • soit 400V 500A
• configuration du pack avec un nombre de kWh identique  
  • pack 800V , 190 cellules en série de 4.2V et 10 en parallèle
  • pack de 400V , 95 cellules en série de 4.2V et 20 en parallèle
• Tension reçue par chaque cellule
  • pack 800V chargé en 800V  donne  4.2V par cellule
  • pack 400V chargé en 400V  donne  4.2V par cellule
• Courant reçu par chaque cellule
  • pack 800V chargé en 800V  donne  250/10 = 25A  par cellule
  • pack 400V chargé en 400V  donne  500/20 = 25A par cellule

Dans cet exemple très détaillé, tu compares 2 batteries de même capacité, chargées à la même puissance, pour convaincre les plus réticents que chaque cellule "reçoit" bien la même tension de 4,2V et la même intensité de 25A, que ce soit pour la charge 800V ou la charge 400V. Et donc , avec ces hypothèses de départ, tu prouves bien qu'aucune des 2 batteries ne va chauffer plus que l'autre. 

[alfniev]

Le 28/09/2021 à 18:53, e-Lionel a dit :

Je parlais d'une seule et même batterie 400V 100 kWh

- tu peux la charger à 100 kW en 400V

- ou à 200 kW sous 400V

- peut-être à 300 kW sous 400V avec un refroidissement actif

- mais certainement pas à 400kW, 500kW ou plus... 

.........

Et du coup, que fait-on quand on veut augmenter la puissance de charge malgré tout ? On passe sur une architecture 800V qui permet de doubler la puissance à intensité égale, puisque c'est la tension qui est doublée !

 

euuuhhhhh , la réponse n'est pas "de passer a 800V" , mais plutôt de "doubler la capacité du pack".

Mets 2 packs de 400V en parallèle , et tu peux lui faire encaisser une intensité x2.

La tension du pack , n'est pas le point bloquant.

 

Pourquoi on doit passer a 800V pour charger a 400kW ?  Car le point bloquant est la prise CCS qui a un courant maxi.