OBD II DIY retours d'expérience sur un sniffeur de bus CAN

[MrFurieux]

Le 22/05/2023 à 18:49, Jboll a dit :

Hmmm après réflexion, je dirai que c'est plutôt l'inverse. Vu que la cellule 60 a la plus faible tension, c'est pas elle qui va arrêter la charge. Donc c'est pas elle qui va limiter la capacité globale. Celle qui va limiter la charge c'est la plus chargée, celle avec la plus haute tension

C'est ça mais c'est le contraire.

Par ex, une batterie avec trois cellules de capacité 90 Ah, 90 Ah et 100 Ah.

On les vide entièrement, elles auront toutes une tension à vide de (mettons) 2,5 V (c'est un équilibrage par le bas).

Ensuite on les charge en série (comme dans ton pack), lentement pour éviter les pertes. Elles vont toutes recevoir la même qté de charges, et quand celles de 90 Ah auront reçu 90 Ah, elles seront à 100% et (mettons) 3,5V tandis que celle de 100 Ah ne sera qu'à 90% et à une tension plus faible (par ex ce serait ta cellule 60). Hors maladie grave, la tension à 100% d'une cellule ne dépend que de la chimie, pas de la capacité.

 

Le 22/05/2023 à 18:57, Jboll a dit :

Si le calcul du SOC est fait par comptage des coulombs, le SOC est donc lié a l'intensité et pas a la tension. Non ?

SOC = capacité actuelle / capacité total

Oui variation de capacité = intensité intégrée sur le temps

[Jboll]

Le 22/05/2023 à 19:50, MrFurieux a dit :

C'est ça mais c'est le contraire.

Par ex, une batterie avec trois cellules de capacité 90 Ah, 90 Ah et 100 Ah.

On les vide entièrement, elles auront toutes une tension à vide de (mettons) 2,5 V (c'est un équilibrage par le bas).

Ensuite on les charge en série (comme dans ton pack), lentement pour éviter les pertes. Elles vont toutes recevoir la même qté de charges, et quand celles de 90 Ah auront reçu 90 Ah, elles seront à 100% et (mettons) 3,5V tandis que celle de 100 Ah ne sera qu'à 90% et à une tension plus faible (par ex ce serait ta cellule 60). Hors maladie grave, la tension à 100% d'une cellule ne dépend que de la chimie, pas de la capacité

🙃

Je pige pas. J'ai l'impression que dans ton exemple tu considères la cellule qui a 10 Ah de capacité en plus que les autres comme étant la plus limittante ?

 

[MrFurieux]

Le 22/05/2023 à 20:08, Jboll a dit :

🙃

Je pige pas. J'ai l'impression que dans ton exemple tu considères la cellule qui a 10 Ah de capacité en plus que les autres comme étant la plus limittante ?

 

Non c'est les autres qui vont limiter la charge. Avant équilibrage haut (à 100%), la charge s'arrête quand la cellule de plus petite capacité est pleine.

A ce moment, toutes les cellules ont la même charge (90 Ah dans l'exemple). Si on fait un équilibrage des tensions à 100%, on va inversement déséquilibrer les capacités, çàd que toutes les cellules vont être au même SOC mais pas avec la même charge (puisque leurs capacités sont différentes). Sans équilibrage haut (= en tension), toutes les cellules vont revenir à zéro en mm temps quand on vide le pack, mais après équilibrage haut la cellule la plus faible arrivera à zéro en 1er et donc les tensions à 0% du pack seront inégales.

Si c'est pas clair, c'est mieux expliqué dans la vidéo que j'ai posté au dessus.

Modifié mai 22, 2023 par MrFurieux

[Jboll]

Le 22/05/2023 à 21:00, MrFurieux a dit :

Non c'est les autres qui vont limiter la charge. Avant équilibrage haut (à 100%), la charge s'arrête quand la cellule de plus petite capacité est pleine.

A ce moment, toutes les cellules ont la même charge (90 Ah dans l'exemple). Si on fait un équilibrage des tensions à 100%, on va inversement déséquilibrer les capacités, çàd que toutes les cellules vont être au même SOC mais pas avec la même charge (puisque leurs capacités sont différentes). Sans équilibrage haut (= en tension), toutes les cellules vont revenir à zéro en mm temps quand on vide le pack, mais après équilibrage haut la cellule la plus faible arrivera à zéro en 1er et donc les tensions à 0% du pack seront inégales.

Si c'est pas clair, c'est mieux expliqué dans la vidéo que j'ai posté au dessus.

Ok il me manquait l'équilibrage
Mais si je suis ce raisonnement, ça veut dire que les cellules les plus usées feront alors plus de cycles que les moins usées. Car on va devoir les charger puis les décharger pour revenir au même SOC que la cellule la moins chargée (elle feront donc x%-> 100%-> 99 %. Tandis que la moins usée fera que x%->99%). Ce qui va accentuer la dégradation des cellules plus usées. Non ?

 

Aussi, d'après ce que tu dis, l'équilibrage est un équilibrage des tensions et pas des capacités. On est sûr que c'est fait comme ça ?

 

Modifié mai 22, 2023 par Jboll

[MrFurieux]

Le 22/05/2023 à 21:34, Jboll a dit :

Ok il me manquait l'équilibrage
Mais si je suis ce raisonnement, ça veut dire que les cellules les plus usées feront alors plus de cycles que les moins usées. Car on va devoir les charger puis les décharger pour revenir au même SOC que la cellule la moins chargée (elle feront donc x%-> 100%-> 99 %. Tandis que la moins usée fera que x%->99%). Ce qui va accentuer la dégradation des cellules plus usées. Non ?

Sur le principe oui mais pas sûr que ça joue tellement en pratique, surtout pour des LFP dans des VE qui cyclent en général peu.

 

Le 22/05/2023 à 21:34, Jboll a dit :

Aussi, d'après ce que tu dis, l'équilibrage est un équilibrage des tensions et pas des capacités. On est sûr que c'est fait comme ça ?

Pour le pack Tesla oui c'est sûr, tu as constaté toi-même que les tensions s'égalisent. Si les capacités après équilibrage s'égalisent aussi c'est que toutes les cellules ont exactement la même capacité.

[tben]

cela ne me dit toujours pas comment on calcule avec toutes ces données à un moment ou à un autre, dont peut-être la fin de charge, le Remaining et donc la perte.

[MrFurieux]

Le 23/05/2023 à 06:49, tben a dit :

cela ne me dit toujours pas comment on calcule avec toutes ces données à un moment ou à un autre, dont peut-être la fin de charge, le Remaining et donc la perte.

Tu veux parler de la dégradation ?

[tben]

Le 23/05/2023 à 09:02, MrFurieux a dit :

Tu veux parler de la dégradation ?

oui, savoir combien j'ai de kWh disponible dans ma batterie à un moment donné. J'intègre déjà les kWh consommés sur le temps. Mais vos discussions laissent penser que je devrais plutôt intégrer l'intensité. J'ai compris que pour les LFP il n'y a que deux moments où on peut le déterminer, à la panne sèche, c'est le plus facile comme calcul, mais pas très realiste. Et au 100% quand la charge s'arrète, mais alors comment le calcule-t-on ?

Si j'intègre l'intensité, comment je passe à l'énergie, par quelle valeur de tension je dois multiplier mon intensité intégrée?

[Jboll]

Le 23/05/2023 à 09:13, tben a dit :

oui, savoir combien j'ai de kWh disponible dans ma batterie à un moment donné. J'intègre déjà les kWh consommés sur le temps. Mais vos discussions laissent penser que je devrais plutôt intégrer l'intensité. J'ai compris que pour les LFP il n'y a que deux moments où on peut le déterminer, à la panne sèche, c'est le plus facile comme calcul, mais pas très realiste. Et au 100% quand la charge s'arrète, mais alors comment le calcule-t-on ?

Si j'intègre l'intensité, comment je passe à l'énergie, par quelle valeur de tension je dois multiplier mon intensité intégrée?

Ah la la, tu es tellement proche de la conclusion que j'aimerai obtenir, il te manque juste une étape et tu aura tout découvert, tu es en train de voir la fin du labyrinthe 😉

 

Si ça continue a cette vitesse tu aura conclu avant moi 😁 (20% de SOC pour moi, ça descend pas.... C'est trop un chameau cette voiture)

 

Mais je suis bon joueur, vu que tu poses la question, si j'ai fais cet outil c'est dans le but de effectivement mesurer la dégradation de la batterie en mesurant sa capacité et la comparer a celle de la spec. On est sensé avoir 161Ah a 100% de SOH, il faut donc mesurer en Ah, et pas en kWh. Puis comparer cette valeur avec celle d'origine pour avoir la dégradation en %.

 

En tout cas c'est comme ça que je comptais faire

 

Bon, histoire de tout dévoiler, je dévoile aussi la dernière étape et la conclusion que j'aimerai obtenir, si j'y arrive bien sûr, ce serait de comparer cette dégradation avec les différentes techniques que l'on trouve un peu partout : regarder l'autonomie estimé a 100%, le calcul avec le panneau énergie, et pourquoi pas le batterie check ! Pour enfin (et ce sera ma conclusion) répondre a la fameuse question sur beaucoup de possesseurs de LFP se posent et des curieux : la dégradation affiché par Tesla a 1Km/mois est-elle programmée ou mesurée ?

 

Édit : d'où mes posts dans l'autre topic

 

Voilà, vous savez tout...

 

 

Modifié mai 23, 2023 par Jboll

[tben]

Le 23/05/2023 à 12:39, Jboll a dit :

Ah la la, tu es tellement proche de la conclusion que j'aimerai obtenir, il te manque juste une étape et tu aura tout découvert, tu es en train de voir la fin du labyrinthe 😉

 

Si ça continue a cette vitesse tu aura conclu avant moi 😁 (20% de SOC pour moi, ça descend pas.... C'est trop un chameau cette voiture)

 

Mais je suis bon joueur,

Ne t'inquiète pas, c'est ton projet, et considère moi comme un contributeur. Tu bénéficies de mon expérience depuis 11 ans sur la lecture du bus CAN, et depuis 2 ans sur celui de Tesla. De toutes les façons être à deux n'est pas de trop, à la fois dans la reflexion (et là nous sommes 4 avec Mrfurieux et F4HFM), et dans le recueil de données.

 

Le 23/05/2023 à 12:39, Jboll a dit :

en mesurant sa capacité

comment comptes tu mesurer cette capacité ? par une mesure à 100% ? ou part l'intégration des coulomb de la panne jusqu'au 100% ?  l'intégration ne te permettra de connaitre ta batterie, qui si tu vas à la panne et la c'est facile, tu feras l'hypothèse que ta batterie est vide, mais vas tu jouer à ce jeu plusieurs fois, j'en doute. Si tu pars du 100% il te reste à determiner combien tu as de coulomb ou de kWh, et ensuite il faudra intégrer. Mais comment détermines tu quand ta charge s'arrete, combien tu as de kwh ou de coulomb ?

 

Le 23/05/2023 à 12:39, Jboll a dit :

regarder l'autonomie estimé a 100%, le calcul avec le panneau énergie, et pourquoi pas le batterie check

Je sais déjà calculer la conso que l'on voit sur trajet en cours. Je n'ai cependant pas vérifié que j'y arrivais aussi sur plusieurs trajets qui se suivent (depuis la recharge ou autre).

Modifié mai 23, 2023 par tben

[Remy]

Le 23/05/2023 à 09:13, tben a dit :

Si j'intègre l'intensité, comment je passe à l'énergie, par quelle valeur de tension je dois multiplier mon intensité intégrée?

On ne peut pas car la tension varie aussi au cours de la (dé)charge (on peut multiplier par une tension "moyenne" pour avoir une idée, mais le résultat est forcément imprécis).

 

Pour obtenir l'énergie (dé)stockée, il faut calculer à chaque période l'énergie  I(t)*V(t)*dt et intégrer cette valeur.

 

Si on intègre l'intensité, on obtient la capacité en Ah (ou en Coulomb : 1 Ah = 3600 C)

 

[tben]

Le 23/05/2023 à 16:05, Remy a dit :

Pour obtenir l'énergie (dé)stockée

c'est ce que je fais déjà.

Peut-on déterminer la dégradation de la batterie à partir de la tension de chaque cellule à 100%, ou à un autre % ?

[Jboll]

Le 23/05/2023 à 15:48, tben a dit :

comment comptes tu mesurer cette capacité ? par une mesure à 100% ? ou part l'intégration des coulomb de la panne jusqu'au 100% ?

Comme ça:

 

Le 23/05/2023 à 16:05, Remy a dit :

Si on intègre l'intensité, on obtient la capacité en Ah (ou en Coulomb : 1 Ah = 3600 C

 

Et pour la plage, initialement je comptais faire :

-soit un battery check en maintenance (mais @MrFurieux a dévoilé qu'il fallait minimun une puissance de 6kWh que je n'ai pas avec mon UMC, mais c'est peut-être possible il faut que je regarde)

- soit attendre le clong 

-soit je suis moins joueur et dans ce cas j'ai une solution de repli, que je n'avais pas encore dévoilé, mais tant qu'on y est... C'est de compléter ma courbe manquante avec celle de la spec par superposition. Dans ce cas il faudrait je pense au moins un début de descente pour caler la compression de la courbe CATL et compléter ce qu'il manque. Je n'ai pas fait le test du c'est possible dans avoir un bout de chute, mais c'est peut-être possible ça je sais pas.

 

En parallèle, pour l'analyse post-test, je prévois un logiciel perso supplémentaire de correspondance de courbes non linéaire afin d'estimer la compression la plus adéquate, et ça pour chaque cellule. En gros c'est une recherche de minima d'erreur. Pas envie de le faire a la main, faire ça 106 fois c'est trop long, autant faire un programme ce sera plus rapide, et plus rigolo 😄

Modifié mai 23, 2023 par Jboll

[tben]

Le 23/05/2023 à 17:09, Jboll a dit :

Comme ça:

 

Le 23/05/2023 à 16:05, Remy a dit :

Si on intègre l'intensité, on obtient la capacité en Ah (ou en Coulomb : 1 Ah = 3600 C

donc tu comptes partir de la panne.

 

Le 23/05/2023 à 17:09, Jboll a dit :

C'est de compléter ma courbe manquante avec celle de la spec par superposition.

ou par approximation

 

Peut-on déterminer la dégradation à partir des tensions à 100% ?

[Jboll]

Le 23/05/2023 à 17:09, tben a dit :

Peut-on déterminer la dégradation de la batterie à partir de la tension de chaque cellule à 100%, ou à un autre % ?

Je pense pas, pour moi la formule c'est ça:

 

SOH = Q/Q0

Avec Q la capacité de la batterie en Ah

Avec Q0 la capacité de la batterie neuve en Ah

Q0 c'est 161 Ah d'après la spec

 

Q = intégration de l'intensité par le temps de 2.x v (j'ai plus en tête le min de la spec) a 3.65V

 

Comme tu peux le voir il n'y a pas de tensions dans le calcul

 

Pour les cellules déséquilibrée il faudra compléter avec mon logiciel

[Jboll]

Ma plus grosse crainte, c'est que la spec indique une charge a 0,5C

Donc il me faudrait une puissance de charge d'environ 25 kW, que je n'ai pas. Mais d'après mes relevés précédents ça n'a pas l'air si grave, a vérifier

 

Par contre je pense qu'il faudra que je fasse le teste deux fois, avec un SUC, ce serait bien, pour voir si la capacité calculé est a peu près pareil ou pas

 

J'ai peur de la perte internet par effet joule

[tben]

Le 23/05/2023 à 17:21, Jboll a dit :

Je pense pas, pour moi la formule c'est ça:

 

SOH = Q/Q0

Avec Q la capacité de la batterie en Ah

Avec Q0 la capacité de la batterie neuve en Ah

Q0 c'est 161 Ah d'après la spec

 

Q = intégration de l'intensité par le temps de 2.x v (j'ai plus en tête le min de la spec) a 3.65V

 

Comme tu peux le voir il n'y a pas de tensions dans le calcul

 

Pour les cellules déséquilibrée il faudra compléter avec mon logiciel

Dans ce cas comment fait Tesla ? Il ne peut pas integrer les coulombs à partir de la panne, puis ensuite déterminer le soh, puis ensuite continuer à intégrer les coulombs ou les kW pour nous indiquer le Remaining, et de la les km typiques. c'est pas realiste. 

[tben]

Le 23/05/2023 à 17:09, Jboll a dit :

compression

Je ne comprends pas

[Remy]

Le 23/05/2023 à 17:09, tben a dit :

Peut-on déterminer la dégradation de la batterie à partir de la tension de chaque cellule à 100%, ou à un autre % ?

Non (sauf à la limite en cas de cellule nettement "hors jeu").

 

L'estimation de l'état de santé (ou de la dégradation) ne peut se faire qu'en observant plusieurs cycles de charge et décharge en comparant les mesures obtenues à un modèle.

 

Pour ceux que l'anglais et les maths ne rebutent pas, la lecture de ce mémoire donne une idée des algorithmes que l'on peut utiliser.

[e-Lionel]

Le 22/05/2023 à 18:57, Jboll a dit :

Si le calcul du SOC est fait par comptage des coulombs, le SOC est donc lié a l'intensité et pas a la tension. Non ?

SOC = capacité actuelle / capacité total

 

Avec la capacité est défini Ah

 

Il n'y a pas de tension dans le calcul

 

J'ai loupé quelque chose dans le raisonnement ?

pour avoir une certaine expérience dans les batteries (plutôt du temps des NiMH d'ailleurs), la capacité d'une cellule s'exprime toujours en Ah, tu as tout à fait raison. C'était le cas par ex pour la BMW i3.

Mais dans le domaine du VE, les packs n'ont pas tous la même tension nominale, et les constructeurs ont pris l'habitude d'exprimer, à tort, la capacité en kWh.Pour exemple, une Seat Mii possède une batterie de 14 modules en série,
chaque module = 12 cellules lithium ion, assemblées en 6S2P
soit 168 cellules au total
et à 4,25V par cellule : 4,25*6*14=357V (Soc 100%)
ou, à 3,7V par cellule : 307V.

Dans un pack bien équilibré, la tension la plus faible d'une cellule a moins de 10 mV d'écart avec la tension la plus élevée d'une autre cellule.

 

 

[Remy]

Le 23/05/2023 à 17:48, e-Lionel a dit :

Mais dans le domaine du VE, les packs n'ont pas tous la même tension nominale, et les constructeurs ont pris l'habitude d'exprimer, à tort, la capacité en kWh.

D'un autre côté, ce sont les kWh et non les Ah qui définissent l'autonomie, la consommation et le temps de recharge, c'est donc une information utile pour l'acheteur (mais pas pour le calcul de la capacité).

[MrFurieux]

Le 23/05/2023 à 17:09, Jboll a dit :

Et pour la plage, initialement je comptais faire :

-soit un battery check en maintenance (mais @MrFurieux a dévoilé qu'il fallait minimun une puissance de 6kWh que je n'ai pas avec mon UMC, mais c'est peut-être possible il faut que je regarde)

Possible avec l'UMC mais branché sur une prise P17 32A

[e-Lionel]

Le 23/05/2023 à 15:48, tben a dit :

Mais comment détermines tu quand ta charge s'arrete, combien tu as de kwh ou de coulomb ?

En principe, pour du Liion, une décharge complète se fait à 3V par cellule.

Donc pour mesurer la capacité, on charge à 100% puis on met en décharge à courant constant (je parle bien d'intensité en A...).

Pour l'avoir en kWh, la tension n'étant pas constante lors de la décharge, pas d'autre solution que d'intégrer la baisse de capacité par unité de temps en la multipliant par la tension moyenne pendant l'intervalle de temps choisi...

[MrFurieux]

Le 23/05/2023 à 16:05, Remy a dit :

On ne peut pas car la tension varie aussi au cours de la (dé)charge (on peut multiplier par une tension "moyenne" pour avoir une idée, mais le résultat est forcément imprécis).

 

Pour obtenir l'énergie (dé)stockée, il faut calculer à chaque période l'énergie  I(t)*V(t)*dt et intégrer cette valeur.

On peut calculer précisément la capacité en kWh annoncée par le constructeur à partir des spécifications (conditions: 25°C / 0,5C)

 

Il suffit de compter les petits rectangles, chacun fait 4 Wh (20 x 0,2).

Dans la partie qu'on ne voit pas, il y en a 8 x 10 = 80

Dans la partie qu'on voit, il y en a ~55 sous la courbe (56 moins le rect en rouge, ce qui reste s'annule à 1/4 de rectangle près)

Total 4*(80+55)*106 = 57 240 Wh +/- 100 Wh

On en déduit aussi la tension moyenne de décharge: 3,354 V

A noter que 0,5C c'est pas loin de la puissance à 135 km/h, donc relativement réaliste.

La spec donne aussi la RI < 0,4 milliOhm, soit à 0,5C: 0,0004 x (80²) = 2,56 W de pertes pour 80 x 3,35 = 268 W produit soit un peu moins de 1%

On peut en conclure (si je ne me suis pas trompé dans les calculs) que les batteries sont livrées avec déjà une pré-dégradation de 2 à 3%

Modifié mai 23, 2023 par MrFurieux

[MrFurieux]

Le 23/05/2023 à 17:42, Remy a dit :

L'estimation de l'état de santé (ou de la dégradation) ne peut se faire qu'en observant plusieurs cycles de charge et décharge en comparant les mesures obtenues à un modèle.

 

Pour ceux que l'anglais et les maths ne rebutent pas, la lecture de ce mémoire donne une idée des algorithmes que l'on peut utiliser.

C'est... touffu ce mémoire. Apparemment ils modélisent la batterie par ce circuit:

...et ils déduisent le SOH des équations du circuit ...? Ils appliquent une tension alternative j'imagine pour mesurer les paramètres ? C'est dommage, ils ne décrivent pas leur montage.