Nouveau protocole de recharge

[Pat19]

Voici une nouvelle qui sera intéressante pour tous les propriétaires de VE:

 

https://www.industrie-techno.com/article/rachid-yazami-l-ere-de-la-charge-des-batteries-a-courant-constant-est-revolue.63444

 

 

 

 

Modifié janvier 6, 2021 par Pat19

[alfniev]

Les batteries de modélismes aussi peuvent charger a des vitesses énormes , mais le nombre de cycle est fortement impacté.

 

j'espère me tromper , mais je doute que le monde de la batterie lithium n'ai pas déja étudié ce type de recharge.

[Pat19]

Il parle de variation de la tension, mais je pense variation dans la limite maximum de la tension de la batterie, donc pas de surtension.

L'article est quand même assez vague ..

Mais si ça pouvait marcher sans impacter la durée de vie de la batterie, ça serait formidable...

D'autant que ça a l'air facile à mettre en œuvre ....

 

Modifié janvier 6, 2021 par Pat19

[zeta]

Merci @Pat19 pour l'article !

 

Il y a 1 heure, Pat19 a dit :

IL'article est quand même assez vague ..

Oui, c'est même plus que vague, les chiffres annoncés n'ont pas l'air d'avoir un quelconque rapport avec les exemples...

 

Il parle de charge en 16 minutes de 0 à 100%, en comparant avec une batterie de Tesla qui prend 50% en 20 minutes sur une superchargeur V3 250kW. J'imagine qu'il parle donc la model 3 LR pour cette comparaison.

0 à 100% en 16 minutes, ça fait une charge moyenne à 3,75C sur l'ensemble du pack. Le pack de la model 3 LR fait autour de 80kWh. A 3,75C, il faut donc 300kW. Donc il ne peuvent pas tenir ce qu'ils disent en changeant juste du logiciel sur cette comparaison...

 

La puissance de 250kW maxi en début de charge sur la model 3 est principalement liée au courant maxi permis par le chargeur, les câbles, les connecteurs, l'électronique de puissance, et l'échauffement due à la résistance interne des batteries, donc difficile à améliorer sans changer le matériel ou la chimie.

 

De l'autre côté de la charge CCCV, on a la phase où le courant diminue car c'est un contrôle de tension qui est fait. La raison là encore est chimique : la tension est limitée car une tension plus forte créerait un potentiel à l’intérieur de la batterie permettant au lithium de se déposer sous forme de métal à la surface de l'anode et non pas à s'intercaler dedans. C'est ce qui crée les dendrites responsables d'une partie des pertes de capacité des batteries, et des risques de percage de l'enveloppe et d'incendie. Il apparait difficile qu'ils aient pu améliorer autant cette partie sans là encore toucher à la chimie.

 

 

Donc je suis partagé entre le fait que KVI est fondé par l'inventeur de l'anode en graphique qui a permis la création des batteries lithium et qui a recu de nombreuses récompenses scientifiques (donc autrement plus qualifié que moi sur ce sujet), et cet interview qui ressemble beaucoup à toutes ces inventions miraculeuses en laboratoire qui ne verront jamais le jour...

 

Il n'y a rien sur leur site à part des déclarations alarmistes sur l'état actuel des cellules lithium, ce qui ne fait pas sérieux venant de l'un des inventeurs : http://kvi-battery.sg

Citation

Current Lithium Ion Battery management systems barely prevent batteries from catching fire.

Citation

Currently, the majority of Lithium Ion Batteries have a service life between 2 to 5 years.

 

Je pense avoir trouvé le brevet en question : https://patents.google.com/patent/WO2019111226A1/en?inventor=Rachid+Yazami&sort=new ( le pdf est téléchargeable : https://patents.google.com/patent/WO2019111226A1/en?inventor=Rachid+Yazami&sort=new)

 

Je vais creuser et repasser si je comprends mieux de quoi ils parlent...

[Pat19]

Merci pour ton commentaire...

J'ai lu en partie et en diagonale le brevet en question, mais là ça me dépasse largement...

Donc je ne peux qu'attendre une traduction intellectuellement à ma portée 😧

Et surtout voir si ça se concrétise réellement et rapidement..

[Remy]

De ce que j'en comprends :

• Actuellement, les chargeurs (bornes, etc...) se basent sur une courbe de charge prédéfinie avec des sécurités qui peuvent limiter la puissance en fonction des informations mesurées sur la batterie en charge.
• L'idée serait de se passer de la courbe prédéfinie pour adapter en permanence la puissance fournie en fonction des mesures (tension, intensité, température, SOC, ...) de la batterie.

 

Ça pourrait permettre de gagner un peu en durée de charge (par exemple en prolongeant un peu la phase à puissance élevée) ... ou pas si la courbe prédéfinie est déjà proche de l'optimum, mais évidemment ça ne permettra pas de charger plus vite que la puissance maximale de la borne.

[chgros1]

Quid de la garantie constructeur sur la batterie ? 

[Pahtath]

Perso, avant d'aller rêver sur des technologies qui ont tout de l'expérimentation prototypale avec un horizon lointain (comprendre que c'est plus de l'esbrouffe qu'autre chose à l'état actuel des choses), je préfèrerais plutôt voir le déploiement des architectures 800V (en lieu et place des 400V actuelles) sur les nouveaux modèles d'ici 2 ans max.

https://insideevs.com/features/427039/800-volt-charging-to-change-industry/

 

Actuellement, seule la Taycan est en 800V et pourtant cela permettrait de réduire drastiquement les temps de charge en DC.

 

[chgros1]

Les nouvelles hyundai et kia vont répondre à ton vœu. 

[Remy]

il y a 2 minutes, chgros1 a dit :

Quid de la garantie constructeur sur la batterie ? 

La garantie n'est pas affectée parce qu'on charge sur une borne qui n'est pas de la marque du constructeur ?

 

De toute façon, c'est la voiture qui a le dernier mot et qui décide si on peut continuer la charge ou non.

[Pat19]

il y a 4 minutes, Remy a dit :

Ça pourrait permettre de gagner un peu en durée de charge

D'après ce qui est dit, ce n'est pas un peu : 16 minutes pour une batterie conventionnelle....

On est loin des 30 à 60 minutes actuelles...

 

[Remy]

il y a 6 minutes, Pat19 a dit :

D'après ce qui est dit, ce n'est pas un peu : 16 minutes pour une batterie conventionnelle....

Oui, mais il semble que c'est avec un chargeur spécifique et une batterie hors de la voiture, avec des câblages adaptés, etc...

En remplaçant seulement le logiciel dans les bornes existantes, on ne pourrait gagner que sur la durée de charge à pleine puissance (du chargeur), ce qui ne fera pas diminuer par 2 le temps de charge.

 

 

[Pat19]

il y a 4 minutes, Remy a dit :

Oui, mais il semble que c'est avec un chargeur spécifique et une batterie hors de la voiture, avec des câblages adaptés, etc...

En remplaçant seulement le logiciel dans les bornes existantes, on ne pourrait gagner que sur la durée de charge à pleine puissance (du chargeur), ce qui ne fera pas diminuer par 2 le temps de charge.

 

 

Tu as sûrement raison, mais en tout cas ce n'est pas ce qui est dit dans l'article...

Je ne verrai pas d'intérêt à une modification du software des bornes existantes ainsi que la récupération de pompes à essence pour y installer des starions de recharge rapide, si c'était pour gagner quelques minutes seulement...

[alfniev]

Si je ne dis pas de bêtises, c'est la voiture qui dit a la borne le courant et tension dont elle a besoin.

Donc toute amélioration passe par la case "constructeur automobile".

 

Avec un peu de chance , Tesla annoncera bientôt une recharge plus rapide grâce aune mise a jour logicielle

[Reynald_Kona]

il y a une heure, Remy a dit :

De ce que j'en comprends :

• L'idée serait de se passer de la courbe prédéfinie pour adapter en permanence la puissance fournie en fonction des mesures (tension, intensité, température, SOC, ...) de la batterie.

Il me semble que c'est déjà le cas: en fonction des mesures, la puissance de charge est réduite ou augmentée, sans jamais dépasser la courbe prédéfinie (enveloppe). Cf explication de @zeta. Les systèmes sont dimensionnés et ont une limite nominale.

Celle du Kona 64 semble être de 150kW en charge et décharge, sur une courte durée (essayez de maintenir une accélération, ou un gros freinage régénératif la puissance commence à 150kW et finie par être diminuée), alors qu'il charge à 77kW max, moyenne 72~74kW de 0 à 56% et seulement 42kW de 0 à 100%. 

Ce procédé révolutionnaire et magique pourrai donc, sur ce Kona et sans prendre en compte les recommandations du fabriquant de la batterie, charger au plus à 2.3C soit 26 minutes si on retire la courbe prédéfinie.

Du coup, (et sans avoir lu le brevet), l'article semble plutôt commercial: on a eu une super idée, on va virer les limites en adaptant tension et courant à la volée et en voyant comment ça se comporte. Comme ca, ca chargera super vite, et on aura encore plus de Kona batteries LG qui crameront, des Samsung Galaxy Note (7,8, je sais plus) qui seront interdits en avion, et des trottinettes électriques et téléphones portables qui crameront dans les salons et sous les oreillers.

 

Par contre par expérience, j'utilise les accus LiPo, LiIon, LiFe, etc.. pour mes loisirs (aéromodélisme, micromobilité) depuis 2006, j'ai déjà eu des défaillances d'accus (1 seul a pris feu) sur mes gros hélicos radio commandés car je chargeais vite (3C, 20 minutes, dans les limites technico-marketting du fabriquant de l'accu) et souvent (comprendre sans laisser reposer la chimie). La durée de vie et la fiabilité en prends un sacré coup comme évoqué par @alfniev. On parle d'accus a plusieurs dizaines ou quelques centaines d'euros, utilisés en plein air. Je veux pas que ma voiture charge à plus de 1C, ou en tout cas dans la limite défini par le fabriquant de la cellule.

Effectivement on peut charger aux limites, mais être sans cesse au bord de la falaise et encore, il est quasi impossible de connaitre la réaction chimique et thermique en temps réel, j'ai déjà eu un accu qui a gonflé (destruction d'un élément avec dégagement gazeux interne) après l'avoir chargé un peut fort, et débranché depuis un moment. Alors oui, sur le coup, ca a chargé, vite et bien.

Pour nos batteries, Vitesse de charge/Durée de vie/Capacité, choisissez en 2/3. (Vitesse+Capacité, ou Vitesse+Durée de vie, etc..) et j'ai pas parlé du coût

 

 

[tech60]

Hâte de voir ce que ça va donner et peut être que le pétrolier en question est total qui est déjà en train de déployer des stations de charge sur ses stations services.

Pour la partie "scientifique" je ne vais pas remettre en cause les dires d'un docteur en la matière avec des centaines de brevets sur le sujet et surtout qui a inventé l'un des principes de nos batteries, donc si c'était si facile de montrer que "ça ne marchera pas" j'imagine qu'il le saurait déjà.

[Reynald_Kona]

De toute façon, c'est la voiture qui a le dernier mot et qui décide si on peut continuer la charge ou non.

Ah mais oui effectivement, c'est le chargeur embarqué et le BMS qui décident, donc ce n'est pas sur les chargeurs en place, ou les chargeurs révolutionnaires du pétrolier qu'il faut travailler, mais sur les autos. Allez hop, campagne de rappelle, BatteryGate on vous a menti sur les temps de charge...

[graffiti86]

Le 07/01/2021 à 11:51, alfniev a dit :

Si je ne dis pas de bêtises, c'est la voiture qui dit a la borne le courant et tension dont elle a besoin.

Donc toute amélioration passe par la case "constructeur automobile".

 

Avec un peu de chance , Tesla annoncera bientôt une recharge plus rapide grâce aune mise a jour logicielle

et annonce de batteries plus performantes +30%   alliance avec Panasonic.

[zeta]

Le 07/01/2021 à 09:44, Pahtath a dit :

Perso, avant d'aller rêver sur des technologies qui ont tout de l'expérimentation prototypale avec un horizon lointain (comprendre que c'est plus de l'esbrouffe qu'autre chose à l'état actuel des choses), je préfèrerais plutôt voir le déploiement des architectures 800V (en lieu et place des 400V actuelles) sur les nouveaux modèles d'ici 2 ans max.

https://insideevs.com/features/427039/800-volt-charging-to-change-industry/

 

Actuellement, seule la Taycan est en 800V et pourtant cela permettrait de réduire drastiquement les temps de charge en DC.

 

Je viens de repasser sur ce sujet, et ai lu l'article en commentaire.

Je ne vois absolument aucune justification scientifique dans cette article concernant le 800V à part : "le véhicule électrique le plus cher du marché charge vite, et à une batterie 800V". De là a en tirer une conclusion que le 800V est révolutionnaire, il y a un gap je trouve.

 

L'article est très vague. Il indique que les véhicules 400V peuvent charger à 150kW maxi, hors les Tesla montent tranquillement à 250kW à ces tensions, ce qui est presque équivalent au 270kW du Taycan.

Inversement, le Taycan ne peut charger qu'à 150kW sur bornes 400V, soit bien moins qu'une modèle 3 avec une techno 400V, mais cela n'est pas relevé, alors que c'est l'un des compromis de la techno 800V telle qu'implémentée dans le Taycan.

 

Quelque soit l'organisation des cellules, la tension du pack n'a pas d'influence sur la puissance de charge des cellules, qui est le facteur limitant. Si on reparti 100 kW sur 1000 cellules, qu'elles soient toutes en parallèle à 3,7V ou toutes en série à 3700V, chaque cellule sera chargée avec 100W.

L'archi 800V à des impacts sur le reste du système : pour une puissance donnée, on réduit le courant dans le câble de charge, ce qui limite son échauffement et réduit les pertes en dehors du pack. Cela devient particulièrement nécessaire sur les packs à forte capacité (Camion par exemple) permettant des très fortes puissances de charge, mais n'apporte pas grand chose sur des voitures milieu de gamme de 50 ou 60 kWh.

Inversement, une archi 800V ajoute de fortes contraintes comme une augmentation des distances d'isolations sur les circuits imprimés, connecteurs, bobinages, et le besoin de changer de catégorie de composants électroniques (les transistors 1200V sont en général moins bons que la gamme 650V, et il faut voir au cas par cas si le courant plus faible compense ces pertes).

 

Donc oui, le 800V c'est bien pour dépasser les 300kW en charge, et même sûrement nécessaire, Tesla étant déjà aux limites raisonnable de ce que peut faire un cable 400V, mais ça n'aide pas la vitesse de charge qui est limitée par la techno des cellules. Il n'y a qu'à voir qu'en 400V une model 3 charge à 250kW crête et un Kona à seulement 70kW : même tension, taille de pack équivalente...

 

 

 

Et pour en revenir au brevet, j'ai du mal à comprendre comment ils pourrait maintenir une charge à 4,6V tout du long, ce qui effectivement améliore la puissance en fin de charge, qui est actuellement limitée à cause de la limite absolue de 4,1 ou 4,2V à ne pas dépasser pour ne pas détruire la batterie à cause du placage.

Cependant, le brevet est bien plus raisonnable que l'interview, parlant de temps de charge de moins de 25 minutes pour 80% ("Even it is predictable that a battery can be charged (more than 80%) in less than a 25 mins using this method"), soit plus ou moins ce qui existe déjà.

L'interêt semble principalement de ne pas avoir besoin de caractériser la courbe de charge optimale, en construisant le profil de charge à la volée en créant des cycles de relaxe intermédiaires pour caractériser l'état de la batterie et choisir le courant de charge suivant. Ca peut avoir un intérêt sur un charge universel où l'on branche directement les cellules, mais ici, le chargeur n'a pas le contrôle du profil de charge puisque c'est le BMS de la batterie qui le détermine...

[Pahtath]

Je n'ai pas prétention à connaitre précisement l'architecture 800V et je peux comprendre qu'elle impose des limitations nombreuses, j'attire juste l'attention sur le fait que cette nouvelle architecture présente des gains immédiats en permettant des charges à des puissances élevées qui ne soient pas sur des moments uniquement, contrairement à la technologie fumeuse évoquée initialement et qui, selon moi, relève plus d'un énième prototype plutot que d'une production de masse.

 

[zeta]

Il y a 7 heures, Pahtath a dit :

 j'attire juste l'attention sur le fait que cette nouvelle architecture présente des gains immédiats en permettant des charges à des puissances élevées qui ne soient pas sur des moments uniquement

Et moi j'essayais d'attirer l'attention sur le fait que c'est actuellement la chimie des cellules et leur refroidissement qui sont les facteurs limitants et pas la tension du pack qui n'a en pratique un impact qu'à l’extérieur de la batterie sur le reste de la chaîne...

 

Donc, peux tu expliquer en quoi l'archi 800V permettrai ce gain immédiat ?

[alfniev]

400V ou 800V , peu importe , il faut simplement que les voitures soient fabriquées pour accepter plus de 100kW.

Actuellement, la liste est courte  eTron , taycan ,  tesla et ........

 

Certains récents sont même limités a 50kW => Zoé

[FFF3347]

il y a 48 minutes, alfniev a dit :

400V ou 800V , peu importe , il faut simplement que les voitures soient fabriquées pour accepter plus de 100kW.

Actuellement, la liste est courte  eTron , taycan ,  tesla et ........

 

Certains récents sont même limités a 50kW => Zoé

 

Et encore, pour la ZOE, c'est une option le 50 kW DC...

Bref, le AC22 ou AC43 a de beaux jours devant lui 😕

[Pahtath]

Il y a 22 heures, FFF3347 a dit :

Bref, le AC22 ou AC43 a de beaux jours devant lui 😕

Jusqu'en 2024 avec la fin de l'obligation des tri-standards pour charge rapide... et encore. Avec l'accroissement du parc de VE capables d'aller faire des trajets longue distance, il sera de plus en plus difficile de vendre la Zoé si elle persiste à avoir son chargeur DC en option qui renchérira le coût d'achat (et pas qu'un peu, 1000€)

[Keiran]

il y a 14 minutes, Pahtath a dit :

Jusqu'en 2024 avec la fin de l'obligation des tri-standards pour charge rapide... et encore. Avec l'accroissement du parc de VE capables d'aller faire des trajets longue distance, il sera de plus en plus difficile de vendre la Zoé si elle persiste à avoir son chargeur DC en option qui renchérira le coût d'achat (et pas qu'un peu, 1000€)

La Zoé actuelle ne sera plus construite en 2023 si je dis pas de bêtises. La R5 la remplacera probablement.