Les batteries 39 et 64 dans le détail

[Iank]

Tout d'abord, à quoi ressemble la batterie avec le couvercle ouvert? Hyundai a présenté une version en coupe d'un prototype Kona Electric lors de l'introduction officielle de la voiture au Salon de l'auto de Genève plus tôt cette année en mars.

Ces deux images ci-dessus montrent une batterie aux seins nus avec le côté gauche (côté conducteur) du siège et du plancher également retirés avec une partie du siège arrière. Chacune des bandes gris foncé sous le plancher est une cellule de poche au lithium-ion individuelle montée dans un cadre de support (comme illustré ci-dessous) et emballée collectivement dans un module de batterie.

Chaque cellule est maintenue dans un cadre. L'onglet électrique en haut et en bas de l'un des cadres montre comment trois cellules sont câblées ensemble en parallèle pour former un groupe de cellules.

Les cellules du Kona Electric sont fabriquées par LG et utilisent une chimie de cathode connue sous le nom de NMC 622 qui représente un rapport de 60% de nickel, 20% de manganèse et 20% de cobalt. Les cellules du Kia Niro EV sont similaires mais sont fabriquées par SK Innovation.

Cette image montre le type de cellule de poche LG utilisé dans le Chevrolet Bolt EV. Il mesure environ 4 pouces de haut, 13 pouces de long et 0,6 pouces d'épaisseur et pèse environ 1,8 livres. Les Hyundai Kona Electric, Kia Niro EV, Jaguar I-PACE et Audi e-tron utilisent des cellules de forme, de taille et de capacité énergétique à peu près similaires.

Selon Jerome Gregeois, un cadre supérieur du centre technique Hyundai Kia America, le pack complet de 64 kWh se compose de cinq modules. Trois sont sous le plancher de la cabine principale et deux modules empilés sous les sièges arrière. Chaque module se compose de groupes de cellules comme indiqué dans l'illustration ci-dessous (le deuxième module empilé sous les sièges arrière n'est pas illustré).

Les 294 cellules du pack sont câblées ensemble trois à la fois en 98 groupes de cellules qui sont représentés en alternant des bandes bleues et brunes sur l'image. Chacun des trois modules d'étage comprend 20 groupes de cellules. Les deux modules empilés contiennent chacun 19 groupes de cellules.

Voici une illustration «éclatée» du pack.

Les modules de batterie se trouvent au-dessus des plaques de refroidissement qui canalisent le même type de mélange d'eau et de glycol que celui utilisé pour le refroidissement des moteurs à essence conventionnels, sauf que la chaleur émise par les batteries n'est pas normalement aussi intense.

À l'intérieur du pack de 64 kWh, trois sous-boucles de liquide de refroidissement traversent les cinq modules. Une sous-boucle traverse le module de plancher côté conducteur et l'un des modules empilés. Une deuxième sous-boucle traverse le module de plancher côté passager et l'autre module empilé. La troisième sous-boucle ne refroidit que le module de l'étage intermédiaire.

Qu'en est-il lorsque le sac doit être réchauffé en hiver?

Lorsque Hyundai a initialement informé les médias de la version américaine de la Kona Electric, il y avait une certaine ambiguïté quant à savoir si la voiture aurait un chauffage de batterie dédié. Les ingénieurs de l'entreprise ont conçu le Kona comme un véhicule mondial avec un menu de choix d'ingénierie qui peuvent être adaptés à chaque région de commercialisation pour optimiser le prix et les performances dans différentes conditions climatiques.

Au moins pour l'année modèle 2019, tous les Kona Electric vendus aux États-Unis seront livrés sans chauffe-batterie dédié tandis que toutes les versions canadiennes en incluront un. De même, toutes les livraisons aux États-Unis seront livrées avec un chauffage à air résistif direct PTC de 5,5 kW seul, tandis que toutes les livraisons canadiennes comprendront une pompe à chaleur (système de climatisation réversible) pour aider plus efficacement le chauffage de la cabine.

Ces choix supposent implicitement que la plupart, ou du moins une très grande partie, des livraisons américaines iront dans des régions de Californie qui connaissent rarement un froid rigoureux. Ignorer la pompe à chaleur et le chauffe-batterie dédié permet d'économiser de l'argent et contribue à réduire le prix à la consommation du véhicule.

Malgré l'absence d'un chauffe-batterie dédié, la version américaine du Kona a la capacité de récupérer la chaleur du moteur électrique et de l'électronique de puissance en plus de la chaleur dissipée par la batterie elle-même pour aider à garder la batterie au chaud lorsqu'elle fonctionne dans des conditions plus froides. .

Il y a une boucle de gestion thermique globale avec des vannes commandées par ordinateur qui permettent à une sous-boucle de batterie de fonctionner séparément ou de se joindre au liquide de refroidissement qui traverse le moteur, l'onduleur du moteur et d'autres composants électroniques de puissance, et à bord (AC ) chargeur de batterie.

Lorsqu'un chauffe-batterie dédié de 2 kW est disponible (comme dans la version canadienne), il est utilisé principalement à des températures inférieures à zéro (0C ou 32F) ou lorsque le conducteur active un «mode hiver» en option. Le réchauffeur de batterie, s'il est présent, est situé à l'extérieur de la batterie et chauffe le «liquide de refroidissement» liquide juste avant qu'il n'entre dans la batterie.

Le mode hiver utilise de l'énergie supplémentaire pour chauffer la batterie pour permettre un freinage régénératif complet et une charge CC rapide et rapide. Les températures plus froides du pack forcent le système de gestion de la batterie à restreindre la quantité d'énergie pouvant recharger la batterie afin d'éviter d'endommager l'anode en graphite de carbone. Il s'agit d'un problème commun à la plupart des batteries au lithium-ion. Les températures froides ne sont pas vraiment un problème pour la puissance qui sort de la batterie, sauf dans des conditions rares et extrêmes comme près de -40 degrés.

Ce graphique est basé sur le comportement de charge à froid du Chevrolet Bolt EV, qui est censé utiliser des cellules LG et une gestion de batterie similaires à celles du Kona Electric. Les données montrent que la batterie ne peut se charger qu'à la moitié du courant (60 A) à 9 ° C (48 ° F) qu'à 20 ° C (68 ° F). Source: IVI

Le tableau ci-dessous, fourni par Hyundai, montre les différents modes de fonctionnement des boucles de gestion thermique configurables dynamiquement.

Trois modes de boucle de liquide de refroidissement

Les trois modes (chauffage, LTR ou radiateur à basse température et refroidisseur) correspondent aux trois différents réglages de soupape commandés par ordinateur et diagrammes de débit de liquide de refroidissement.

Pendant une grande partie de l'année dans des conditions climatiques douces, le système thermique démarre généralement en mode LTR (étiqueté «Cool Condition» ci-dessus) qui fait circuler le liquide de refroidissement à travers une seule boucle interconnectée pour réchauffer la batterie jusqu'à sa température de fonctionnement optimale à froid et pour maintenir température à l'aide d'un radiateur et d'un ventilateur.

Les vannes à trois voies passent en mode Refroidisseur (étiqueté «Condition chaude» ci-dessus) lorsque la batterie commence à devenir trop chaude. Hyundai n'a pas précisé les paramètres exacts. Le liquide de refroidissement circule dans un «refroidisseur» qui échange de la chaleur avec la boucle de réfrigérant de climatisation du véhicule.

Dans le Chevrolet Bolt EV, le système de climatisation commence à aider à refroidir le liquide de refroidissement de la batterie lorsqu'il atteint bien au-dessus de 32 ° C (90 ° F). Mais le Bolt a une boucle de liquide de refroidissement dédiée uniquement pour la batterie et aucune vanne pour permettre l'échange de chaleur avec la boucle du moteur et de l'électronique de puissance.

Lorsque les températures sont vraiment froides, le réchauffeur de batterie dédié entre en fonction (s'il est présent) même si le «mode hiver» n'est pas activé. Comme une batterie chaude en mode refroidisseur, la sous-boucle de liquide de refroidissement de la batterie circule indépendamment car le réchauffeur de la batterie n'est nécessaire que pour réchauffer la batterie et non le reste des composants.

Cette stratégie de gestion thermique est quelque peu similaire à celle utilisée par Tesla et le constructeur automobile en démarrage Rivian, entre autres.

Le Tesla Model 3 récemment introduit peut connecter de manière flexible ses boucles de refroidissement et n'a pas de chauffage de batterie dédié, mais il aurait la capacité de générer un excès de chaleur à partir de son moteur et de son onduleur en fonctionnant délibérément de manière inefficace, qui est ensuite utilisé à la place d'un dédié chauffe-eau.

Rivian possède également une boucle thermique configurable de manière flexible qui comprend un chauffe-batterie dédié.

 

[Iank]

Les expériences des propriétaires démontreront au cours de la prochaine année à quel point les choix de conception et de configuration de Hyundai fonctionnent dans le monde réel.

Hyundai et Kia utilisent cette nouvelle batterie globale et cette nouvelle conception de gestion thermique dans les Kia Niro EV 2019 et 2020 Kia Soul EV ainsi que dans les Hyundai Kona Electric 2019.

Les sociétés commercialisent également une version plus petite de 39,2 kWh de la batterie en dehors des États-Unis et du Canada. Ce plus petit pack ignorerait les deux modules sous le siège arrière et réorganise les trois modules sous le plancher en 90 groupes de cellules en utilisant des paires des mêmes cellules utilisées dans la version 64 kWh du pack. Ce pack plus petit continue d'utiliser la même conception de gestion thermique refroidie par liquide que le pack plus grand de 64 kWh.

Selon Kia, la version nord-américaine du Niro EV 2019 sera livrée en standard avec une pompe à chaleur pour aider plus efficacement au chauffage de la cabine et le chauffe-batterie dédié sera une fonctionnalité optionnelle. Dans le Soul 2020 EV , la pompe à chaleur et le chauffe-batterie sont répertoriés comme des fonctionnalités optionnelles.

[Eddycheck]

Très intéressant, merci

[Lolo74]

oui beaucoup d'informations utiles merci