Nbr de cycles en fonction du Nbr de kilomètres

[roro_50]

Je suppose que je ne suis pas le seul à comptabiliser le nombre de cycles de recharge, par conséquent, il est peut-être intéressant de comparer nos graphiques sur ce sujet :

 

Nous obtenons une droite linéaire, chose que je trouve normale tant qu'il n'y a pas de dégradation de la batterie, je pense qu'en fin de vie de la batterie (SOH en diminution)  la droite va se "transformer" en courbe exponentielle (vers + l'infinie pour le Nbr de cycles).

Plus le SOH se dégrade, plus on s'éloigne de notre droite linéaire. (Nous devrions même pouvoir mesurer notre SOH par cette manière, à creuser)

 

=> cela doit donc nous donner un aperçu de l'état de santé de notre batterie, ainsi qu'une évaluation des kilomètres pour 1000 cycles (valeur donnée par les constructeurs et chatGPT me dit qu'au bout de 1000 cycles le SOH (batterie NMC) = 80% )

 

Voilà ce que cela donne pour ma voiture en ce moment :

 

j'ai 15.08 cycles pour 5211 km => soit pour 1 000 cycles ===>  345 557 kilomètres ! ( cela va peut-être en rassurer certains )

Modifié 28 mai par roro_50

[roro_50]

Voici la réponse de chatGPT :

La forme de la courbe qui représente le nombre de cycles de charge-décharge d'une batterie NMC (Nickel Manganèse Cobalt) en fonction des kilomètres parcourus par un véhicule électrique dépend de plusieurs facteurs :

1. Consommation énergétique du véhicule : Combien de kWh (kilowattheures) sont nécessaires pour parcourir un kilomètre.
2. Capacité de la batterie : La capacité totale de la batterie en kWh.
3. Profondeur de décharge : Le pourcentage de la capacité de la batterie utilisé entre chaque cycle de recharge.
4. Effets de l'usage et de la température : La manière dont les conditions d'utilisation et de température influencent la dégradation de la batterie.

Généralement, la courbe devrait avoir une forme logarithmique ou une forme légèrement exponentielle. Voici pourquoi :

1. Au début de la vie de la batterie : La dégradation est plus lente. Les premières milliers de kilomètres ne causent pas une perte significative de capacité.
2. Avec le temps : La dégradation devient plus apparente. Le nombre de cycles commence à augmenter plus rapidement en raison de la diminution de la capacité de la batterie (chaque cycle de recharge devient plus fréquent car la batterie tient moins de kilomètres par charge).
3. À la fin de la vie utile : La dégradation s'accélère, ce qui se traduit par une augmentation plus rapide du nombre de cycles par kilomètre parcouru.

Un modèle mathématique simplifié de cette relation pourrait être :

Ncycles=a⋅log⁡(km)+bNcycles=a⋅log(km)+b

où NcyclesNcycles est le nombre de cycles, kmkm est le nombre de kilomètres parcourus, et aa et bb sont des constantes qui dépendent des caractéristiques spécifiques de la batterie et du véhicule.

Cependant, une courbe exponentielle pourrait aussi être appropriée, surtout si la dégradation de la batterie s'accélère de manière plus prononcée vers la fin de sa vie utile.

Une courbe empirique pourrait ressembler à ceci :

Cette courbe représente une dégradation exponentielle. Notez que le nombre de cycles commence à augmenter plus rapidement après un certain point, reflétant une accélération de la dégradation de la capacité de la batterie.

En résumé :

• Début de vie de la batterie : Croissance lente du nombre de cycles.
• Milieu de vie de la batterie : Croissance plus linéaire.
• Fin de vie de la batterie : Croissance rapide du nombre de cycles.

Pour obtenir une courbe précise, il serait nécessaire de recueillir des données empiriques spécifiques pour le type de batterie NMC en question et les conditions d'utilisation du véhicule.

[roro_50]

Et comment mesurer le soh à partir de cette courbe ?

Réponse de chatGPT :

 

Pour mesurer l'état de santé (SoH) d'une batterie à partir de la courbe nombre de cycles = f(nombre de kilomètres), il faut comprendre comment la capacité de la batterie évolue au fil du temps et des cycles de charge-décharge. Le SoH est souvent exprimé en pourcentage de la capacité initiale de la batterie.

Voici une méthode générale pour mesurer le SoH en utilisant cette courbe :

1. Collecter des données initiales

• Capacité initiale de la batterie : En kWh.
• Autonomie initiale : Combien de kilomètres le véhicule peut parcourir avec une charge complète lorsque la batterie est neuve.

2. Observer l'autonomie au fil du temps

• Au fur et à mesure que la batterie vieillit et que le véhicule parcourt des kilomètres, notez l'autonomie maximale atteignable avec une charge complète. Cette autonomie diminuera avec le temps.

3. Relier le nombre de cycles aux kilomètres parcourus

• Tracez la courbe nombre de cycles = f(nombre de kilomètres). Cette courbe indique combien de fois la batterie a été rechargée pour chaque tranche de kilomètres parcourus.

4. Analyser la capacité actuelle de la batterie

• Pour un point donné sur la courbe, par exemple après XX kilomètres, vous pouvez trouver combien de cycles de charge-décharge ont été effectués.
• Supposons que pour XX kilomètres, la batterie a subi NN cycles.

5. Mesurer l'autonomie actuelle

• Comparez l'autonomie actuelle après NN cycles (ou XX kilomètres) avec l'autonomie initiale. La diminution de l'autonomie est une indication de la perte de capacité.

6. Calculer le SoH

• Utilisez la formule suivante pour calculer le SoH :

SoH=(Autonomie actuelleAutonomie initiale)×100SoH=(Autonomie initialeAutonomie actuelle)×100

ou

SoH=(Capaciteˊ actuelle de la batterieCapaciteˊ initiale de la batterie)×100SoH=(Capaciteˊ initiale de la batterieCapaciteˊ actuelle de la batterie)×100

Exemple

• Capacité initiale : 100 kWh.
• Autonomie initiale : 400 km.
• Autonomie après 1000 cycles : 320 km.

SoH=(320 / 400)×100=80%

Cette méthode suppose que vous avez accès à des mesures régulières de l'autonomie du véhicule et que vous pouvez corréler ces mesures avec le nombre de cycles et les kilomètres parcourus.

Remarques :

• Profondeur de décharge : Si les cycles sont partiels (par exemple, la batterie n'est jamais complètement déchargée avant d'être rechargée), il faut ajuster le nombre de cycles pour refléter l'équivalent de cycles complets (cycles équivalents).
• Conditions de fonctionnement : Les conditions de fonctionnement (température, style de conduite, etc.) peuvent également affecter la dégradation de la batterie et doivent être prises en compte pour une analyse précise.

Conclusion

En résumé, en utilisant la courbe nombre de cycles = f(nombre de kilomètres), vous pouvez estimer la dégradation de la batterie en surveillant l'évolution de l'autonomie du véhicule et en calculant le SoH basé sur la capacité actuelle comparée à la capacité initiale.

Modifié 28 mai par roro_50

[roro_50]

Pour moi, on peut utiliser le graphique directement :

La droite linéaire en dèbut de vie de la batterie => SOH = 100%

Pour une droite verticale => SOH = 0%

Et le SOH est proportionnelle entre ces 2 extrêmes ! donc si on réalise une division d'angles entre ces 2 valeurs, on aura notre SOH.

 

qu'en pensez-vous ?

[RV13]

Le 28/05/2024 à 14:44, roro_50 a dit :

Et le SOH est proportionnelle entre ces 2 extrêmes ! donc si on réalise une division d'angles entre ces 2 valeurs, on aura notre SOH.

Sauf si la division d'angle n'est pas linéaire mais également logarithmique 

[Noyarac]

Il me semble avoir entendu l'inverse sur l'évolution de dégradation. On prend un gros coup au début (genre 5% sur les 50 000 premiers km), puis ça se dégrade de moins en moins vite (ou du moins ça se stabilise).

Si vous faites un diagnostic SOH les premières années, ne prenez pas peur en vous disant que ça va se dégrader autant chaque année.

Source : https://youtu.be/uCELSU5cHBU?feature=shared&t=636

 

[GaelZorro26]

Comme quoi il faut être très prudent lorsqu'on demande des informations techniques à ChatGPT ou autre... On ne sait pas trop sur quoi ils se basent pour concocter une réponse. En général en leur demandant de préciser et de citer des sources sérieuses ça devient plus exact.

[roro_50]

En effet, néanmoins sa réponse (chatGPT) est cohérente, c'est plutôt la mienne qui est peut-être fausse du fait que je considère que le SOH est proportionnelle à un angle (droite verticale et droite linéaire) comme le souligne @RV13 (je suis d'accord)

Le 28/05/2024 à 15:50, Noyarac a dit :

On prend un gros coup au début (genre 5% sur les 50 000 premiers km), puis ça se dégrade de moins en moins vite (ou du moins ça se stabilise).

c'est vraie également, ou plus exactement => cela baisse, cela se stabilise, puis cela s'écroule !

Mais avec ce graphique, on devrait pouvoir le voir, cela se traduirait par une légère courbe, puis une droite, puis une exponentielle.

=> dans mon cas => pas de baisse significative du SOH pour l'instant. (je considère qu'il est toujours à 100%)

Modifié 28 mai par roro_50

[e-Lionel]

Le 28/05/2024 à 14:34, roro_50 a dit :

Exemple

• Capacité initiale : 100 kWh.
• Autonomie initiale : 400 km.
• Autonomie après 1000 cycles : 320 km.

SoH=(320 / 400)×100=80%

on est d'accord que le nombre de cycles  qu'ils soient partiels ou complets, ne sert strictement à rien pour calculer son SoH ?!?

[e-Lionel]

Le 28/05/2024 à 14:34, roro_50 a dit :

Profondeur de décharge : Si les cycles sont partiels (par exemple, la batterie n'est jamais complètement déchargée avant d'être rechargée), il faut ajuster le nombre de cycles pour refléter l'équivalent de cycles complets (cycles équivalents).

si le VE est utilisé dans des conditions assez stable, sa consommation moyenne ne changera pas, ni le nbre de cycles "complets" effectués par tranche de 1000 km (par exemple).

 

Donc la courbe sera en fait une droite, quel que soit le SoH de la batterie !

Dit autrement, un SoH qui se dégrade diminue l'autonomie de la voiture, mais il ne fait pas augmenter sa consommation, et n'augmente pas non plus le nbre de cycles complets par km parcourus.

En revanche , ce qui a été démontré, c'est que des recharges partielles de faibles amplitudes (par ex des cycles partiels 75%-65%-75% dans le graphe ci-dessous), augmentent considérablement le nbre de cycles "équivalent complets" qu'une batterie pourra faire sur toute sa durée de vie.

Voir le graphe ci-dessous, et le lien (bien plus étoffé) ici : https://batteryuniversity.com/article/bu-808-how-to-prolong-lithium-based-batteries

 

Modifié 28 mai par e-Lionel

[e-Lionel]

Je rajouterai que pour évaluer son SoH, se servir de l'autonomie affichée est très imprécis, surtout si l'autonomie est calculée à partir de la conso des X derniers kilomètres.

A ma connaissance, seules les Tesla affiche une autonomie déduite du SoH et de l'autonomie standardisée du véhicule neuf.

 

Sur les autres VE, il vaut mieux utiliser un dongle OBD2 et une appli permettant de vérifier précisément le nbre de kWh dans la batterie après une charge à 100%.

[roro_50]

Le 28/05/2024 à 19:27, e-Lionel a dit :

si le VE est utilisé dans des conditions assez stable, sa consommation moyenne ne changera pas, ni le nbre de cycles "complets" effectués par tranche de 1000 km (par exemple).

Si le VE est utilisé dans des conditions assez stables, sa consommation moyenne ne changera pas => oui, OK !

Ni le nbre de cycles "complets" effectués par tranche de 1000 km (par exemple). => pour moi, non ! cela dépend directement de son SoH

 

avec un SoH de 100%, pour effectuer 1000km, il aura un nombre de cycles moindre que si la batterie à un SoH de 80%. Pour moi, le SoH, reflète la capacité restante de la batterie, donc plus le SoH est faible, plus la capacité de la batterie est faible, moins de kilomètres est parcouru pour une conso constante.

 

Il est vrai que le calcul du SoH est normalement effectué par comparaison de la capacité initiale et de la capacité restantante à l'instant "t". Mais sur mon graphique et suivant la trajectoire de la "courbe", je pense que l'on peut estimer la valeur du Soh. L'avantage de cette méthode est qu'elle ne demande aucune manipulation, juste des relevés réguliers ( l'inconvénient : pas une mesure précise, mais approchée ) . Par contre, pour une mesure "officielle" du SoH, nous devrions charger complètement la batterie, puis la décharger complètement pour mesurer précisément sa capacité exacte, et cela a une incidence néfaste sur la durée de vie de la batterie, et pas facile à réaliser la mesure jusqu'à la panne sèche.

Mesurer le SoH avec un OBD2 ou par visite chez le CC (méthode simple), on peut espérer que cette mesure est fiable (quoique pour certains, il y a de très gros écarts) , mais je suis persuadé qu'il utilise une méthode comme mon graphique, cet à dire une méthode équivalente ou approchée.

 

L'idéale pour vérifier ma théorie, est d'avoir une base de données d'une voiture qui a un SoH de 90 ou 95% est de vérifier si la trajectoire de la courbe n'est plus sur la droite linéaire (qui passe par 0).

[e-Lionel]

Le 28/05/2024 à 20:30, roro_50 a dit :

avec un SoH de 100%, pour effectuer 1000km, il aura un nombre de cycles moindre que si la batterie à un SoH de 80%. Pour moi, le SoH, reflète la capacité restante de la batterie, donc plus le SoH est faible, plus la capacité de la batterie est faible, moins de kilomètres est parcouru pour une conso constante.

non, quand on évoque la durée de vie d'une batterie, on parle du nombre de cycles complets 100%-0%-100%, un cycle correspondant à la capacité initiale brute que tu consommes jusqu'à 0kWh, puis que tu recharges jusqu'à atteindre de nouveau la capacité initiale brute.

Si ton SoH s'est degradé, cela induit simplement qu'un cycle complet devra se faire en réalité avec deux recharges partielles, puisqu'il sera impossible de recharger à hauteur de la capacité brute initiale.

Et de toute façon, si ton VE a un buffer haut, ce qui est quasiment le cas pour tous les VE, un cycle 100%-0%-100% (au tdb) correspond déjà à un cycle partiel...

 

 

[roro_50]

Ok et merci @e-Lionel de tes explications, je commence à comprendre ( ton site est très intéressant ! )

[Aquadrox]

Le 28/05/2024 à 19:27, e-Lionel a dit :

si le VE est utilisé dans des conditions assez stable, sa consommation moyenne ne changera pas, ni le nbre de cycles "complets" effectués par tranche de 1000 km (par exemple).

 

Donc la courbe sera en fait une droite, quel que soit le SoH de la batterie !

Dit autrement, un SoH qui se dégrade diminue l'autonomie de la voiture, mais il ne fait pas augmenter sa consommation, et n'augmente pas non plus le nbre de cycles complets par km parcourus.

En revanche , ce qui a été démontré, c'est que des recharges partielles de faibles amplitudes (par ex des cycles partiels 75%-65%-75% dans le graphe ci-dessous), augmentent considérablement le nbre de cycles "équivalent complets" qu'une batterie pourra faire sur toute sa durée de vie.

Voir le graphe ci-dessous, et le lien (bien plus étoffé) ici : https://batteryuniversity.com/article/bu-808-how-to-prolong-lithium-based-batteries

 

Ça veut dire que si on garde une charge entre 65 et 75 on augmente significativement la durée de vie de la batterie?

cedt intéressant dans mon cas je peux le faire très facilement 

[roro_50]

Hello , Je continue mes recherches sur mes données accumulées, et je viens de trouver une chose que je trouve intéressante :

si on trace Nbr de kilomètres / Nbr de cycles  = f ( de la date ) on trouve cela :

 

On constate pour la période de décembre à mars, j'ai une autonomie d'environ 330 kms et de mars à mai 345 / 350 kms, ce qui est normale, car les températures augmentent ! ( les fluctuations sont dues (je pense) aux périodes "chaudes" ou "très froides" par rapport à la moyenne )

Conclusion, pour 1 cycle de charge et décharge ( et recharge ) en été => on aura une autonomie plus grande, donc un SOH meilleur !

==> si je faisais mon calcul de SoH maintenant par rapport à décembre, j'aurais un SoH > à 100% ! ! !

 

Synthèse : Lorsque l'on mesure le SoH, nous devrions tenir compte également de la date de cette mesure, plus exactement de la température de la batterie, chose qui passe à la trappe bien souvent ( du moins pour moi, c'était le cas ). Et cela rend encore plus difficile, d'avoir une valeur de SoH vraiment juste !

 

Sans compter, d'après la documentation de @e-Lionel le BMS peut garder en réserve une partie de capacité de la batterie qui restitue progressivement, justement pour palier l'usure "apparente" de celle-ci.

 

Si je réalise le même graphique, mais sur une période "glissante" sur 5 cycles de charges, cela me donne cela :

 

Elle paraît différente, mais c'est la même ( elle commence début février ), l'avantage de cette courbe, c'est qu'elle sera plus proche à la réalité du moment présent => en ce moment, je tends vers une autonomie de 410 km pour 1 cycle. Que le premier graphique ( toutes les valeurs ) cela tend vers une moyenne, donc on verra de moins en moins les variations de valeurs en fonction de la saison.

 

J'espère que je ne "pollue" pas trop le forum, je note ici mes réflexions, en mode "open". J'ai toujours aimé essayer de comprendre les choses. Et le fonctionnement / durée de vie des batteries est une chose qui m'intéresse. Donc, je fais avec les moyens que je dispose ( donc peu ).

 

 

[axme]

Il faut aussi tenir compte du fait qu'une batterie se dégrade dans le temps.

Une personne qui fait 5000 km /an aura à 100 000 km une batterie plus dégradée qu'une autre qui fait 25000 km/ an.

[Remy]

Le 29/05/2024 à 11:37, axme a dit :

Une personne qui fait 5000 km /an aura à 100 000 km une batterie plus dégradée

Au point que cette personne n'aura sans doute même pas financièrement intérêt à rouler en électrique (en tout cas une électrique achetée neuve).

 

 

[axme]

Si le calendrier reste en l'état, en 2035

On aura pas le choix

Et perso, la MG ne roule pas beaucoup

Elle fait les trajets que je ne fais pas à moto.

A mon retour de Bretagne elle aura

6 mois et à peine plus de 5000 km.

C'est en partie pour ça que j'ai acheté une MG4 

Modifié 29 mai par axme

[Remy]

Le 29/05/2024 à 09:50, roro_50 a dit :

Conclusion, pour 1 cycle de charge et décharge ( et recharge ) en été => on aura une autonomie plus grande !

Oui

 

Le 29/05/2024 à 09:50, roro_50 a dit :

donc un SOH meilleur !

Non.

La définition du SOH à partir de cycle par km parcouru n'est pas la bonne car elle dépend de la consommation (et on voit qu'elle varie avec la température).

 

La définition serait plus proche de la seconde :

Le 28/05/2024 à 14:34, roro_50 a dit :

SoH=(Capaciteˊ actuelle de la batterie * Capaciteˊ initiale de la batterie)×100

 

Sauf qu'on ne peut pas mesurer directement la capacité actuelle, c'est pourquoi on l'estime avec différentes approches.

[roro_50]

Le 29/05/2024 à 11:37, axme a dit :

Il faut aussi tenir compte du fait qu'une batterie se dégrade dans le temps.

Avec des températures modérées que l'on a chez nous, non ! ou plus exactement, je dirais presque négligeable.

Il me semble que les piles lithium placer dans les compteurs à eau ont une durée de vie estimée à 20 ans.

 

"Une personne qui fait 5000 km /an aura à 100 000 km une batterie plus dégradée qu'une autre qui fait 25000 km/ an "

=> Dans ce cas => oui !, mais c'est un cas extrême.

 

Modifié 29 mai par roro_50

[e-Lionel]

Le 29/05/2024 à 09:00, Aquadrox a dit :

Ça veut dire que si on garde une charge entre 65 et 75 on augmente significativement la durée de vie de la batterie?

cedt intéressant dans mon cas je peux le faire très facilement 

oui c'est exactement ça, faisable pour le quotidien...

Après il n'est pas nécessaire de s'imposer des contraintes : pour les longs trajets il vaut mieux faire des 80%-10% ... on soigne un peu moins sa batterie, certes, mais il faut aussi être pragmatique.

[e-Lionel]

Le 29/05/2024 à 09:50, roro_50 a dit :

Sans compter, d'après la documentation de @e-Lionel le BMS peut garder en réserve une partie de capacité de la batterie qui restitue progressivement, justement pour palier l'usure "apparente" de celle-ci.

je ne pense pas que le BMS fasse ça automatiquement, par contre avec une màj en atelier, c'est possible effectivement...

[e-Lionel]

Le 29/05/2024 à 11:37, axme a dit :

Il faut aussi tenir compte du fait qu'une batterie se dégrade dans le temps.

Une personne qui fait 5000 km /an aura à 100 000 km une batterie plus dégradée qu'une autre qui fait 25000 km/ an.

pas forcément, même après 20 ans, si les cycles étaient sur 75-65-75%, avec peu d'exposition à des températures extrêmes, la batterie ne s'est peut-être pas beaucoup dégradée, le facteur temps n'est pas le seul critère de dégradation...

[e-Lionel]

Le 29/05/2024 à 11:48, axme a dit :

Si le calendrier reste en l'état, en 2035

On aura pas le choix

il y aura encore plein de vt d'occasion ... aucune obligation de passer au VE...