Questions sur la technologie des chargeurs embarqués, et l'équilibrage des NMC

[F4HFM]

Bonjour à tou(te)s.

 

Je cherche à comprendre la technologie du chargeur embarqué de nos autos.
Sur une TM3, on a en triphasé 16A sur chaque phase, soit une charge à 3x16A*230V=11kW.

Si alimentation monophasée, on peut monter à 32A soit 32A*230V=7.4kW.

Je m'interroge sur la structure de ce chargeur, si quelqu'un a eu l'info.

En général, on a affaire à 3 chargeurs ou branches de chargeurs monophasé de 3.7kw chacun. Je ne sais pas si c'est le cas des Tesla?

Et dans ce cas, comment est géré le 32A? Un relai qui alimente deux phases L1 et L2 à partir de L1 si détection du mono (et dans ce cas on a deux branches de 3.7kW qui fonctionnent en parallèle), ou la branche de L1 est un 7.4kW et ceux de L2/L3 des 3.7kW (dans ce cas le L1 est surdimensionné en tri)?

Juste histoire de comprendre un peu mieux la constitution de ma chère voiture

 

Une autre question, sur la phase d'équilibrage (balancing) de nos batteries.

En LFP, je sais qu'il est difficile de déterminer exactement le SOC d'une cellule (courbe de tension très plate), et donc la détermination de fin de charge se fait en observant la brusque montée de tension en fin de charge. C'est pour cela que les algos d'équilibrage des LFP nécessitent d'aller à 100% de SOC, c'est dans cette plage que le BMS sait quelle cellule est à 100% et peut la déchargé pour permettre aux autres cellules d'être remplies à leur tour.

D'où le conseil de charger les LFP à 100% régulièrement (et les laisser en charge assez longtemps dans cette phase pour permettre cet équilibrage, souvent long)

Dans le cas des NMC (LR et Perf), la courbe de tension varie plus, donc le BMS peut faire l'équilibrage des cellules en cours de route, à 80% par exemple, ou même tout le temps.

Ma question est donc si quelqu'un connait la façon dont Tesla gère l'équilibrage des NMC? En continu (auquel cas on ne se pose pas de question), où à partir d'un certain seuil de charge (j'entends parfois dire qu'il se fait à 83% - c'est précis! -, ce qui est étrange sachant que Tesla conseille de charger à 80% en général.).

 

Voilà, merci par avance si certain(e)s ont des infos techniques sur ces aspects, ça m'intéresse, ayant pas mal utilisé des batteries et chargeurs dans d'autres sortes de véhicules.

Bonne journée,

[tben]

Le 21/05/2023 à 11:46, F4HFM a dit :

Une autre question, sur la phase d'équilibrage (balancing) de nos batteries.

En LFP, je sais qu'il est difficile de déterminer exactement le SOC d'une cellule (courbe de tension très plate), et donc la détermination de fin de charge se fait en observant la brusque montée de tension en fin de charge. C'est pour cela que les algos d'équilibrage des LFP nécessitent d'aller à 100% de SOC, c'est dans cette plage que le BMS sait quelle cellule est à 100% et peut la déchargé pour permettre aux autres cellules d'être remplies à leur tour.

D'où le conseil de charger les LFP à 100% régulièrement (et les laisser en charge assez longtemps dans cette phase pour permettre cet équilibrage, souvent long)

Jboll et moi, nous sommes en train d'étudier ce sujet.

A part cette phrase

Le 21/05/2023 à 11:46, F4HFM a dit :

courbe de tension très plate

qui est vraie, sauf aux extrémitées, le reste de tes affirmations ne sont pour l'instant pas étayées, sauf si tu sais des choses que nous ne savons pas.

Je te laisse suivre notre discussion (ce post et les suivants)

Si tu as des informations étayées, alors n'hesite pas à nous éclairer.

 

Edit: ce sont de vraies questions pour lesquelles je n'ai pas de réponse

Le 21/05/2023 à 11:46, F4HFM a dit :

l'équilibrage des cellules

comment cela se caractérise ?

Le 21/05/2023 à 11:46, F4HFM a dit :

les laisser en charge assez longtemps dans cette phase pour permettre cet équilibrage, souvent long

Voici les diverses étapes temporelles :

- la voiture se charge

- la charge s'arrète

- la voiture se décharge

- la voiture s'endort

A laquelle de ces étapes se fait l'équilibrage pour les LFP ?

Modifié mai 21, 2023 par tben

[pistache]

Le 21/05/2023 à 11:46, F4HFM a dit :

et dans ce cas on a deux branches de 3.7kW qui fonctionnent en parallèle

https://youtu.be/3ARHdRwfxjY

https://youtu.be/lXokJEzXwaI

https://youtu.be/_TYvSmDJSPQ

 

[F4HFM]

Bonjour, et merci de ta réponse.

Je vais me lancer à lire votre fil, mais 400 pages, ouf !

Sinon, sans doute pas beaucoup plus d'infos que vous, mais j'ai travaillé sur des BMS pour gérer des batteries LFP, et aussi des NMC.

Du coup je sais assez bien comment c'était géré pour ces batteries là, mais les algos varient énormément d'un constructeur à l'autre.

Dans le cas des LFP, effectivement la courbe tension/soc est très plate sauf aux extrémités. Du coup, pas possible de déterminer le SOC d'une cellule avec sa tension (qui varie en fait beaucoup plus avec la température qu'avec l'énergie dans la cellule!).

C'est pour ça que les algo pour calculer le SOC d'une cellule sont assez complexes.

Dans le cas que j'ai étudié, on partait de ponts connus (en gros, cellule à 0% ou à 100%), car ces points sont facilement détectés, justement par la brusque chute/montée de tension.

En dehors de ces points, le BMS mesure le courant qui rentre ou sort, et fait un calcul par intégration: pour une cellule de x mAh à 100%, si on débite 10mA pendant 2H il va calculer un SOC de X-20mAh. Mais du coup, au bout d'un certain temps les imprécisions se cumulent, et le calcul du SOC dérive rapidement de la vraie valeur.

Et tant qu'on n'a pas effectué une recharge complète (ou une décharge à 0%, mais en général on cherche à éviter!), la valeur du SOC n'est plus très exacte.

Après, la phase d'équilibrage des cellules (toujours dans le cas que j'ai étudié, mais là encore ça doit changer en fonction des constructeurs), c'est le BMS qui arrête la charge dès qu'une des cellules atteint un seuil (3600mV par ex), attend une relaxation, puis décharge la cellule la plus chargée jusqu'à un seuil, 3.4V par ex, au travers d'une résistance de décharge. Ensuite, le BMS autorise une charge à faible courant (quelques ampères) jusqu'à ce qu'une cellule atteigne 3.6V, arrête la charge et décharge la cellule la plus élevée etc. C'est la phase d'équilibrage, ou balancing.

La fin de charge (EOC) est décrétée quand la plus basse des tensions est à 3.3V par ex, ou que l'écart entre la plus élevée et la plus basse est en dessous de 200mV.

Et d'expérience, sur des LFP bien déséquilibrées, cet équilibrage peut durer des heures, voir des jours dans les cas extrêmes !

 

J'ai beaucoup moins de retour sur les NMC, dans mes cas le BMS gérait ça de manière transparente, en faisant un équilibrage à tout moment/niveau de SOC, dans les phases sans courant entrant ou sortant (car quand la batterie débite ou se recharge, la tension bouge beaucoup ce qui ne facilite pas les algos, donc cette phase d'équilibrage se faisait dans les phases à faible courant pour avoir des mesures fiables).

Comme j'ai moins d'exp sur les NMC, et que j'ai une LR, ça m'intéresse de savoir comment c'est géré...

 

Bon, je n'ai plus qu'à me plonger dans le (grand) fil de discussion.

Merci si quelqu'un a ds infos sur mes deux interrogations!

👍

 

[F4HFM]

Le 21/05/2023 à 13:46, pistache a dit :

https://youtu.be/3ARHdRwfxjY

https://youtu.be/lXokJEzXwaI

https://youtu.be/_TYvSmDJSPQ

 

Merci beaucoup @pistache 😉 👍

[tben]

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

Je vais me lancer à lire votre fil, mais 400 pages, ouf !

Je t'ai mis le pointeur au début de la sous discussion sur le sujet. Il faut cliquer sur la flèche.

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

J'ai travaillé sur des BMS pour gérer des batteries LFP

cool

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

Du coup, pas possible de déterminer le SOC d'une cellule avec sa tension (qui varie en fait beaucoup plus avec la température qu'avec l'énergie dans la cellule!).

merci

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

En dehors de ces points, le BMS mesure le courant qui rentre ou sort, et fait un calcul par intégration

cool, c'était mon hypothèse, qu'il me reste à démontrer,

Mais je sais que Tesla intègre bien le produit tension intensité sur le temps. Car il le stocke, et j'ai vérifié en intégrant aussi.

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

c'est le BMS qui arrête la charge dès qu'une des cellules atteint un seuil

Merci

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

c'est le BMS qui arrête la charge dès qu'une des cellules atteint un seuil (3600mV par ex), attend une relaxation, puis décharge la cellule la plus chargée jusqu'à un seuil, 3.4V par ex, au travers d'une résistance de décharge. Ensuite, le BMS autorise une charge à faible courant (quelques ampères) jusqu'à ce qu'une cellule atteigne 3.6V, arrête la charge et décharge la cellule la plus élevée etc. C'est la phase d'équilibrage, ou balancing.

merci. Donc ce serait à la fin de la phase de charge, mais pendant "qu'il charge encore", c'est ça ?

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

La fin de charge (EOC) est décrétée quand la plus basse des tensions est à 3.3V par ex, ou que l'écart entre la plus élevée et la plus basse est en dessous de 200mV.

merci, j'ai donc à determiner si c'est l'un ou l'autre et le seuil.

 

Et donc je dois comprendre que l'équilibrage c'est l'équilibrage des tensions, c'est ça ?

 

Et quand il est arrivé à la fin de la charge comment il détermine la charge contenue par la batterie ou chaque cellule ?

Modifié mai 21, 2023 par tben

[MrFurieux]

Le 21/05/2023 à 14:30, tben a dit :

merci. Donc ce serait à la fin de la phase de charge, mais pendant "qu'il charge encore", c'est ça ?

Et donc je dois comprendre que l'équilibrage c'est l'équilibrage des tensions, c'est ça ?

Attention, il décrit un BMS qui fait un équilibrage actif, çàd que le BMS envoie des électrons à la batterie pendant l'équilibrage. Pour les Tesla, l'équilibrage est passif (à ma connaissance), çàd dire basé seulement sur des résistances qui font circuler du courant dans la batterie et qui dissipent la charge des cellules les plus chargées.

[Jboll]

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

Après, la phase d'équilibrage des cellules (toujours dans le cas que j'ai étudié, mais là encore ça doit changer en fonction des constructeurs), c'est le BMS qui arrête la charge dès qu'une des cellules atteint un seuil (3600mV par ex), attend une relaxation, puis décharge la cellule la plus chargée jusqu'à un seuil, 3.4V par ex, au travers d'une résistance de décharge. Ensuite, le BMS autorise une charge à faible courant (quelques ampères) jusqu'à ce qu'une cellule atteigne 3.6V, arrête la charge et décharge la cellule la plus élevée etc. C'est la phase d'équilibrage, ou balancing.

La fin de charge (EOC) est décrétée quand la plus basse des tensions est à 3.3V par ex, ou que l'écart entre la plus élevée et la plus basse est en dessous de 200mV.

Salut, 

Sur nos LFP, la charge est décomposée en plusieurs phases

 

Voici les différentes étapes d'une charge que je vois

- A : Phase de charge, le SOC monte progressivement, ici l'intensité est représentée par la courbe rose et de valeur 12A

- B : A ce moment précis on rentre dans une nouvelle phase, qui consiste à réduire drastiquement le courant et à laisser un léger courant pour continuer à charger très doucement certaines cellules. Pour moi cette phase, ça dure 2 minutes dans cet exemple, et environ 10 minutes en SUC. 

- C : A ce moment précis d'intensité tombe à 0, un message est envoyé sur mon tel me disant que la charge est terminée, et la tension de charge n'existe plus. La voiture est maintenant isolée de la source externe d'énergie

-D : Pendant cette période, la tension que l'on voit en orange correspond à après la charge, les tensions des cellules diminuent lentement et se rejoignent

 

Si j'affiche en superposition l'ensemble des tensions de mes 106 cellules, ça fait ça :

 

Pour la phase D, si les tensions chutent c'est juste parce qu'elles ne sont plus en charge, d'après la spec, quand on arrête la charge, on passe de 3.7V à 3.4V automatiquement :

Et c'est ce qu'on observe.

Et ça c'est lié à la chimie des cellules

L'équilibrage des charges entres cellules c'est encore un autre phénomène

 

Ou se trouve l'équilibrage parmi toutes ces phases ?

Au début je pensais entre B et C. comme tu l'a indiqué. Mais j'ai deux indices qui me dise que c'est pas la cas, déjà j'ai une cellule déséquilibrée (en rouge sur le schéma ci-dessus) et qui ne semble pas plus équilibrée en fin de charge par rapport aux autres (point C)

L'autre indice c'est ce message que m'a donné l'info que l'équilibrage se ferait après la charge:

 

Donc j'ai l'impression que c'est aucune des phases ci-dessus, ce serait donc fait quand la voiture dort

 

Après 1 ou 2 heures d'endormissement, nouveaux relevées, et on constate que les tensions se sont stabilisées

Une fois stabilisée, l'écart est d'environ 16 mV entre la tension de la plus haute et la plus basse

 

L'équilibrage a donc été effectuée lors du sommeil de la voiture

 

 

 

 

 

[F4HFM]

Le 21/05/2023 à 14:30, tben a dit :

Donc ce serait à la fin de la phase de charge, mais pendant "qu'il charge encore", c'est ça ?

Oui, dans le cas des LFP, la phase de charge "normale" s'arrête quand UNE des cellules a atteint le seuil. La charge se fait à courant fort (le BMS calcule ce courant max admissible, qui va bien sûr baisser quand on approche les 100%)

On entre alors dans une autre phase de l'algo, équilibrage/balancing, avec cette succession de petites charges (4A dans le cas que j'avais), d'arrêt/relaxation/décharge de la plus élevée, et le cycle reprend.

Et ensuite la vraie fin de charge est déterminée sur la tension la plus basse, ou des écart de tension min/max, ça dépendait des algos.

On a donc 3 phases: charge nominale, équilibrage et fin de charge.

La charge nominale est la seule dont on peut prédire le temps (en gros, capacité restante à recharger / puissance de charge), au bémol près que la puissance de charge max va varier en fin de charge.

L'équilibrage, ça peut varier énormément selon le...déséquilibrage des cellules. J'ai eu le cas d'un bus où il a fallu 3 jours (mais c'était vraiment déséquilibré: quand une des cellules est encore à 50% quand la plus élevée est à 100%, du coup on ne recharge la plus basse qu'à coup de petites impulsions de 4A de quelques secondes, puis une relaxation en dizaines de secondes voir minutes, donc en gros on termine de remplir le réservoir au goutte à goutte!

En fin de charge, on peut encore avoir quelques petits appel de courant de temps en temps, pour compenser les pertes et autodécharge, mais la batterie affiche 100% à partir de la fin d'équilibrage.

Le 21/05/2023 à 14:30, tben a dit :

merci, j'ai donc à determiner si c'est l'un ou l'autre et le seuil.

Oui, là ça dépend du choix d'algo. Pas facile à déterminer par des mesures!

Le 21/05/2023 à 14:30, tben a dit :

Et donc je dois comprendre que l'équilibrage c'est l'équilibrage des tensions, c'est ça ?

Oui, tout à fait. C'est l'équilibrage entre les tensions des cellules en série, pour qu'elles aient au final des tensions similaires à quelques dizaines/centaine de mV près.

Comme elles sont en série, elles sont traversées par le même courant. Donc si on recharge l'une, on recharge l'autre. D'où le besoin de décharger la plus élevée en tension dans une résistance de décharge, commutée par un transistor (en général sur le PCB du BMS).

Supposons qu'on ait une série de 4 cellules en série:

3200mV [ 3250mV [ 3400mV | 3300mV.

On recharge la série jusqu'à ce que la plus élevée atteigne 3600mV:

3400mV | 3450mV | 3600mV | 3500mV   Bon, c'est un peu faux car toutes les cellules ne vont pas gagner 200mV, certaines un peu plus ou un peu moins selon leur résistance interne, et autres caractéristiques. Mais gardons ça.

On va ensuite arrêter la charge et décharger la n° 3 dans une résistance:

3400mV | 3450mV | 3400mV | 3500mV

Ensuite on reprend la charge à faible courant:

3500mV | 3550mV | 3500mV | 3600mV. Cette fois si c'est la n°4 qui atteint le seuil de 3600mV.

On arrête la charge, on décharge la n°4: jusquà 3400mV, ou jusqu'à la cellule la plus basse ici:

3500mV | 3550mV | 3500mV | 3500mV.

On recommence:

3550mV | 3600mV | 3550mV | 3550mV.

On décharge la n°2:

3550mV | 3550mV | 3550mV | 3550mV. et là on considère qu'on a la fin de charge, car écart entre les cellules faible (0 ici car j'ai pris des valeurs pour ça!), et qu'on est globalement au-dessus du seuil limite (par exemple 3400mV) considéré pour une charge complète.

Donc à partir de là on décrète la fin de charge.

Ça ne veut pas dire qu'on n'injecte plus de courant, on va continuer à entretenir la tension pour compenser la perte naturelle, mais on a acté la fin de charge et affiché 100%. Pour la petite histoire, dans le BMS que j'utilisais, il retournait au maximum 99% pendant la phase d'équilibrage, et 100% en fin de charge (plus un bit End Of Charge). Mais là encore, ça dépend de chaque fabricant...

Le 21/05/2023 à 14:30, tben a dit :

Et quand il est arrivé à la fin de la charge comment il détermine la charge contenue par la batterie ou chaque cellule ?

A tout moment, il détermine le SOC de chaque cellule, et le SOC retourné par le BMS est la valeur la plus basse de toutes les cellules.

Donc si on a 99 cellules à 98% et 1 à 50%, le SOC retourné est 50%. Ce qui est logique, puisque lorsqu'on va tirer du courant, dès que la plus basse est à 0%, on ne peut plus rien débiter. Donc même si les autres cellules ont encore de l'énergie, le BMS interdit de débiter du courant. Donc on a bien un SOC global à 0%....

 

 

[MrFurieux]

Le 21/05/2023 à 14:13, F4HFM a dit :

Bon, je n'ai plus qu'à me plonger dans le (grand) fil de discussion.

Merci si quelqu'un a ds infos sur mes deux interrogations!

Ce sont deux questions différentes, sur la recharge il y a une rubrique dans le forum avec plein d'experts, mais sur les batteries il n'y a pas de rubrique dédiée, et pas vraiment de sujet non plus. Celui que @tben t'indique a été colonisé récemment par une discussion sur le BMS, mais c'est pas le thème des 400 pages.

Ce qui manque c'est à la fois une rubrique pour regrouper les sujets, et des sujets batteries multimarques sur les cellules et les chimies, les BMS, etc.

[F4HFM]

Le 21/05/2023 à 14:57, MrFurieux a dit :

Attention, il décrit un BMS qui fait un équilibrage actif, çàd que le BMS envoie des électrons à la batterie pendant l'équilibrage. Pour les Tesla, l'équilibrage est passif (à ma connaissance), çàd dire basé seulement sur des résistances qui font circuler du courant dans la batterie et qui dissipent la charge des cellules les plus chargées.

Oui, c'est ce que je décris: le BMS décharge la cellule la plus élevée dans une résistance.

Dans mon cas, on ne renvoyait pas d'énergie dans les autres cellules. Ça serait effectivement le cas des équilibrages actifs, ça existe, c'est plus complexe à mettre en œuvre, et moi je n'en ai jamais utilisé. Mais c'est super intéressant.

Et effectivement, je pense que dans nos voitures c'est de l'équilibrage passif.

[F4HFM]

Le 21/05/2023 à 15:01, Jboll a dit :

Voici les différentes étapes d'une charge que je vois

- A : Phase de charge, le SOC monte progressivement, ici l'intensité est représentée par la courbe rose et de valeur 12A

- B : A ce moment précis on rentre dans une nouvelle phase, qui consiste à réduire drastiquement le courant et à laisser un léger courant pour continuer à charger très doucement certaines cellules. Pour moi cette phase, ça dure 2 minutes dans cet exemple, et environ 10 minutes en SUC. 

- C : A ce moment précis d'intensité tombe à 0, un message est envoyé sur mon tel me disant que la charge est terminée, et la tension de charge n'existe plus. La voiture est maintenant isolée de la source externe d'énergie

-D : Pendant cette période, la tension que l'on voit en orange correspond à après la charge, les tensions des cellules diminuent lentement et se rejoignent

 

 

Ok, merci. Donc en fin de charge (C et D) on n'est plus relié au secteur. Donc pas de maintien dans ce cas?

 

 

Le 21/05/2023 à 15:01, Jboll a dit :

Donc j'ai l'impression que c'est aucune des phases ci-dessus, ce serait donc fait quand la voiture dort

 

Après 1 ou 2 heures d'endormissement, nouveaux relevées, et on constate que les tensions se sont stabilisées

Une fois stabilisée, l'écart est d'environ 16 mV entre la tension de la plus haute et la plus basse

 

L'équilibrage a donc été effectuée lors du sommeil de la voiture

Intéressant!

C'est une autre façon de faire alors, l'équilibrage hors charge.

C'est pratique car on est certain qu'il n'y a pas de courant entrant (chargeur arrêté), si sortant (véhicule en sommeil).

Par contre, ça veut dire qu'on décharge les cellules jusqu'à la plus faible.

Du coup, si on était fortement déséquilibré, à la fin de l'équilibrage on peut être à 90% de SOC par exemple, si c'était le SOC de la plus basse cellule lorsqu'on a atteint la phase C.

Ou alors, l'équilibrage se fait pendant la phase B? Ça pourrait être logique, et alors les succession de charge/arrêt pendant l'équilibrage ne se voient pas sur le courant mesuré (car on doit retourner une valeur moyenne sur quelques secondes)?

Ça serait intéressant à creuser, mais sans instrumenter c'est difficile!

Merci en tous cas pour toutes ces précisions, ça m'éclaire un peu plus 👍

 

[Jboll]

Le 21/05/2023 à 15:18, F4HFM a dit :

Ok, merci. Donc en fin de charge (C et D) on n'est plus relié au secteur. Donc pas de maintien dans ce cas?

La fin de charge c'est exactement au point D. C'est à ce moment précis qu'on se délie du secteur. c'est aussi à ce moment qu'on reçoit une notification sur notre tel pour dire que la charge est terminée. Et c'est aussi le moment ou la dernière estimation du km est effectuée.

 

Entre les points C et D, on va encore charger un petit peu les cellules, on est donc encore dans une phase de charge. ralenti certes. mais en charge tout de même

 

Le 21/05/2023 à 15:18, F4HFM a dit :

Par contre, ça veut dire qu'on décharge les cellules jusqu'à la plus faible

Hé oui... 

Ce qui voudrait dire aussi que dans le cas de cellules très déséquilibrées, si on reprend la voiture après quelques heures, le 100% ne va pas tenir très longtemps. Il sera peut-être à 99% d'ailleurs au moment de rentrer dans la voiture pour prendre la route

 

Le 21/05/2023 à 15:18, F4HFM a dit :

l'équilibrage se fait pendant la phase B? Ça pourrait être logique

ça pourrait être logique dans le cas d'un équilibrage actif. Ce serait là que ce serait fait sans doute.

Mais dans nos LFP, non, c'est pas la cas. Si l'équilibrage se faisait entre les points C et D, ma cellules déséquilibrée en rouge aurait vu sa tension augmenter entre les points C et D.

Mais ce n'est pas la cas, elle diminue :

Laissant un delta de quasiment 100 mV entre les cellules ! 

 

Alors qu'après endormissement, c'est environ 16 mV d'écart entre les cellules :

 

L'équilibrage n'est donc pas effectuée pendant la charge, mais bien après

 

 

 

 

[MrFurieux]

Le 21/05/2023 à 15:06, F4HFM a dit :

Oui, c'est ce que je décris: le BMS décharge la cellule la plus élevée dans une résistance.

Dans mon cas, on ne renvoyait pas d'énergie dans les autres cellules. Ça serait effectivement le cas des équilibrages actifs, ça existe, c'est plus complexe à mettre en œuvre, et moi je n'en ai jamais utilisé. Mais c'est super intéressant.

Et effectivement, je pense que dans nos voitures c'est de l'équilibrage passif.

Ce qui crée un petit flou, c'est l'utilisation du terme "équilibrage" à la fois pour la dernière phase de la charge (où tu décris une succession de charges / décharges) et pour l'équilibrage post-charge. L'équilibrage post-charge est passif dans le cas des BMS Tesla, la phase de fin de charge (à laquelle il faudrait donner un autre nom) n'a pas l'air de marcher comme tu la décris sur les Tesla, vu les courbes postées par @Jboll ...? Il faudrait que les cellules puissent être déchargées individuellement suffisamment rapidement.

[F4HFM]

 

Le 21/05/2023 à 15:42, Jboll a dit :

ça pourrait être logique dans le cas d'un équilibrage actif. Ce serait là que ce serait fait sans doute.

Mais dans nos LFP, non, c'est pas la cas. Si l'équilibrage se faisait entre les points C et D, ma cellules déséquilibrée en rouge aurait vu sa tension augmenter entre les points C et D.

Mais ce n'est pas la cas, elle diminue :

Laissant un delta de quasiment 100 mV entre les cellules !

Je parle bien d'équilibrage passif.

Dans ce cas, s'il a lieu en phase B, la tension des cellules ne peut que diminuer., le BMS décharge la cellule la plus haute (passif). Les cellules ne peuvent pas remonter comme dans le cas d'un équilibrage actif (que perso je n'ai jamais vu sur aucun véhicule, mais il y a peut-être des cas), sauf par le courant de charge venant du chargeur, par petites impulsions.

Donc la courbe B pourrait correspondre à un équilibrage passif, la plus élevée baisse, mais sans remonter la plus faible car chargeur déconnecté/arrêté.

Mais je ne saurais interpréter à partir de la courbe, ça peut aussi bien être un équilibrage qu'une relaxation naturelle des cellules...

Mais effectivement, le fait que les tensions cellules convergent après, durant le sommeil, pourrait indiquer un équilibrage plutôt fait dans cette phase..

 

[F4HFM]

Le 21/05/2023 à 16:03, MrFurieux a dit :

Ce qui crée un petit flou, c'est l'utilisation du terme "équilibrage" à la fois pour la dernière phase de la charge (où tu décris une succession de charges / décharges) et pour l'équilibrage post-charge. L'équilibrage post-charge est passif dans le cas des BMS Tesla, la phase de fin de charge (à laquelle il faudrait donner un autre nom) n'a pas l'air de marcher comme tu la décris sur les Tesla, vu les courbes postées par @Jboll ...? Il faudrait que les cellules puissent être déchargées individuellement suffisamment rapidement.

Oui, pour moi l'équilibrage, c'est une phase où on...équilibre les tensions 😉.

Plus sérieusement, c'est pour moi il une phase composée de 2 sous-phases: une sous-phase 1 où on décharge les plus élevées (soit bêtement dans des résistances de décharge, soit dans les autres cellules dans le cas d'équilibrage actif).

Après cette sous-phase de décharge, il y a en général une deuxième sous-phase 2 où on refait passer du courant (et là dans toutes les cellules) pour remonter les plus faibles. On arrête cette étape dès qu'une cellule atteint les 3.6V, et on recommence sous-phase 1.

Mais encore une fois, je ne sais pas comment c'est fait chez Tesla, et @Jboll montre bien une phase équilibrage après l'arrêt du chargeur, donc que des phases 1, sans remontée par la phase 2.

Et effectivement, je ne sais pas comment on pourrait deviner comment procède Tesla. Ou du moins moi je ne sais pas 🙃.

Et je sais encore moins comment ça se passe pour les NMC des LR !

[christophe89]

Intéressant

Il me semble qu'une voiture comporte plusieurs BMS 

En gros des BMS de grappe et de regroupement, je me trompe ?

 

A mon avis il dois y avoir des BMS actif et passif pour une meilleure gestion 

 

[tben]

Le 21/05/2023 à 15:02, F4HFM a dit :

Le 21/05/2023 à 14:30, tben a dit :

Et quand il est arrivé à la fin de la charge comment il détermine la charge contenue par la batterie ou chaque cellule ?

A tout moment, il détermine le SOC de chaque cellule, et le SOC retourné par le BMS est la valeur la plus basse de toutes les cellules.

Donc si on a 99 cellules à 98% et 1 à 50%, le SOC retourné est 50%. Ce qui est logique, puisque lorsqu'on va tirer du courant, dès que la plus basse est à 0%, on ne peut plus rien débiter. Donc même si les autres cellules ont encore de l'énergie, le BMS interdit de débiter du courant. Donc on a bien un SOC global à 0%....

Ma question était: comment détermine-t-on le nombre de kWh dans la batterie ou dans chaque cellule une fois la charge finie?

[tben]

Le 21/05/2023 à 15:18, F4HFM a dit :

Le 21/05/2023 à 15:01, Jboll a dit :

Donc j'ai l'impression que c'est aucune des phases ci-dessus, ce serait donc fait quand la voiture dort

 

Après 1 ou 2 heures d'endormissement, nouveaux relevées, et on constate que les tensions se sont stabilisées

Une fois stabilisée, l'écart est d'environ 16 mV entre la tension de la plus haute et la plus basse

 

L'équilibrage a donc été effectuée lors du sommeil de la voiture

Dérouler  

Intéressant!

C'est une autre façon de faire alors, l'équilibrage hors charge.

C'est pratique car on est certain qu'il n'y a pas de courant entrant (chargeur arrêté), si sortant (véhicule en sommeil).

Par contre, ça veut dire qu'on décharge les cellules jusqu'à la plus faible.

Du coup, si on était fortement déséquilibré, à la fin de l'équilibrage on peut être à 90% de SOC par exemple, si c'était le SOC de la plus basse cellule lorsqu'on a atteint la phase C.

Ou alors, l'équilibrage se fait pendant la phase B? Ça pourrait être logique, et alors les succession de charge/arrêt pendant l'équilibrage ne se voient pas sur le courant mesuré (car on doit retourner une valeur moyenne sur quelques secondes)?

Ça serait intéressant à creuser, mais sans instrumenter c'est difficile!

Merci en tous cas pour toutes ces précisions, ça m'éclaire un peu plus 👍

Je crois que Jboll a démontré que l'équibrage se fait pendant qu'elle dort. Je vérifierai de mon coté car lors de ma charge à la fin de la charge une des cellules est restée à la traine, pas la 60. Je vous publie cela demain.

[Jboll]

Le 21/05/2023 à 21:20, tben a dit :

Je crois que Jboll a démontré que l'équibrage se fait pendant qu'elle dort. Je vérifierai de mon coté car lors de ma charge à la fin de la charge une des cellules est restée à la traine, pas la 60. Je vous publie cela demain.

Rohhh le teaser 😉🤤

 

Si tu a récupéré le début de la charge de cette cellule ce serait super

 

J'avais pas saisi que tu faisais toi aussi un enregistrement, bonne nouvelle 👍

[F4HFM]

Le 21/05/2023 à 21:15, tben a dit :

Ma question était: comment détermine-t-on le nombre de kWh dans la batterie ou dans chaque cellule une fois la charge finie?

Je crois que c'est par calcul.

En fin de charge, on a nos cellules équilibrées, donc par exemple toutes à 3.4V +- 50mV.. Donc on considère que chaque cellule est "pleine".

Connaissant la capacité moyenne des cellules en mA.h, on calcule l'énergie globale en kWh = capacité d'une cellule * Tension du pack..

Si par exemple les cellules ont une capacité (c'est pas le bon terme) de 150mAh sous 3.4V, elles peuvent emmagasiner 0.51Wh (.150*3.4). Le nombre de kWh du pack est donc 106*0.51=55kWh. On peut aussi calculer cellule par cellule, ça revient au même, si la capa de chaque cellule est identique: Somme (U cell(1..106)*150mA) = somme(U cell) * 150mA = Upack * 150mA...

Cela suppose qu'on a stocké le maximum d'énergie possible, donc que chaque cellule est pleine. Donc qu'on est bien équilibré.

Après, même un léger déséquilibre, ou du moins des tensions variées ne va pas changer grand chose: dans la phase d'équilibrage, on ne rajoute presque pas d'énergie. Entre 3.4V et 3.7V, la cellule ne stocke presque rien. C'est ce qui explique d’ailleurs la brusque remontée de la courbe de tension: en ajoutant peu d'électrons, la tension se met à monter rapidement. Donc en fait, au delà des 3.5V, on ne change presque pas l'énergie stockée. Du coup, dès que la plus basse des cellules atteint les 3.5V, on considère que chaque cellule est remplie.

[tben]

Le 21/05/2023 à 22:16, F4HFM a dit :

Connaissant la capacité moyenne des cellules en mA.h

comment connait-on cette capacité après 2 ans de vie ?

comment Tesla ou nous ou en général pouvons nous la determiner ?

Le 21/05/2023 à 22:16, F4HFM a dit :

Cela suppose qu'on a stocké le maximum d'énergie possible, donc que chaque cellule est pleine. Donc qu'on est bien équilibré.

Elles peuvent être pleines compte tenu de leur SOH, comment déterminer ce SOH?

Modifié mai 22, 2023 par tben

[tben]

Le 21/05/2023 à 21:20, tben a dit :

Je crois que Jboll a démontré que l'équibrage se fait pendant qu'elle dort. Je vérifierai de mon coté car lors de ma charge à la fin de la charge une des cellules est restée à la traine, pas la 60. Je vous publie cela demain.

Voici déjà la courbe de mes tensions (chaque cellule en point et la tension du pack divisée par 106 en trait rouge)  et kWh (trait bleu remonté par le bus, trait rouge par intégration de UI sur le temps). Pour l'équilibrage endormi j'ai d'autres fichiers à aller voir. Ce sera pour le prochain post.

D'abord la courbe "complete" (j'ai des choses avant mais sans interet), puis découpée en 3.

On voit bien la petite cellule en orange qui se détache à la fin de la charge.

On voit aussi une période d'agitation bizarre vers 10h48, où toutes les cellules ont leur tension qui croissent et sorte de la tension du pack / 106. Cette bizarrerie s'arrete et tout revient dans "l'ordre".

Voici la partie avant la bizarrerie de 10h48. Avec un zoom on voit plus de choses. Un petit paquet de cellules qui restent en dessous des autres cellules. Et à partir de 10h38 une petite agitation pour quelques cellules, qui se termine vers 10h45.

Donc il y avait déjà des bizarreries avant. Et maintenant la partie encore plus bizarre, qui a le mérite de faire disparaitre le petit paquet de cellules qui étaient sous la courbe, mais qui finit par revenir ensuite. Si dans la courbe précédente les écart étaient faibles, quelques millivolts pour le paquet en dessous, et une dizaine de millivolts pour les cellules au dessus, cette fois ci, c'est monstrueux, cela peut atteindre 0,1 V. 

Et la dernière partie avec la fin de la charge, la période de diminution significative de l'intensité, puis le début de la décharge (avant qu'ensuite j'enclenche la marche avant et aille au travail  ). Avec la cellule N° 104 (34 x 3 + 2, en commençant à compter à 1; c'est l'antépénultième du pack) qui atteint au maximum 3,6841 V alors que les autres sont entre 3,7322 et 3,7987, et la tension du pack divisée par 106 3,7654.

 

 

Est-ce que toutes ces bizarreries sont du au fait que je suis descendu jusqu'au niveau du buffer bas ?

Et il me reste toujours ma question, comment détermine-t-on le nombre de kWh à la fin d'une charge à 100% ?

 

[Jboll]

Le 22/05/2023 à 12:15, tben a dit :

Voici déjà la courbe de mes tensions (chaque cellule en point et la tension du pack divisée par 106 en trait rouge)  et kWh (trait bleu remonté par le bus, trait rouge par intégration de UI sur le temps). Pour l'équilibrage endormi j'ai d'autres fichiers à aller voir. Ce sera pour le prochain post.

D'abord la courbe "complete" (j'ai des choses avant mais sans interet), puis découpée en 3.

On voit bien la petite cellule en orange qui se détache à la fin de la charge.

On voit aussi une période d'agitation bizarre vers 10h48, où toutes les cellules ont leur tension qui croissent et sorte de la tension du pack / 106. Cette bizarrerie s'arrete et tout revient dans "l'ordre".

Voici la partie avant la bizarrerie de 10h48. Avec un zoom on voit plus de choses. Un petit paquet de cellules qui restent en dessous des autres cellules. Et à partir de 10h38 une petite agitation pour quelques cellules, qui se termine vers 10h45.

Donc il y avait déjà des bizarreries avant. Et maintenant la partie encore plus bizarre, qui a le mérite de faire disparaitre le petit paquet de cellules qui étaient sous la courbe, mais qui finit par revenir ensuite. Si dans la courbe précédente les écart étaient faibles, quelques millivolts pour le paquet en dessous, et une dizaine de millivolts pour les cellules au dessus, cette fois ci, c'est monstrueux, cela peut atteindre 0,1 V. 

Et la dernière partie avec la fin de la charge, la période de diminution significative de l'intensité, puis le début de la décharge (avant qu'ensuite j'enclenche la marche avant et aille au travail  ). Avec la cellule N° 104 (34 x 3 + 2, en commençant à compter à 1; c'est l'antépénultième du pack) qui atteint au maximum 3,6841 V alors que les autres sont entre 3,7322 et 3,7987, et la tension du pack divisée par 106 3,7654.

 

 

Est-ce que toutes ces bizarreries sont du au fait que je suis descendu jusqu'au niveau du buffer bas ?

Et il me reste toujours ma question, comment détermine-t-on le nombre de kWh à la fin d'une charge à 100% ?

 

Excellent, très intéressant tout ça

 

Saurait-tu retrouver les index des cellules du "paquet" qui sont en deçà de la moyenne?

 

A quel SOC (ou date) ce paquet commence a apparaître lors de la charge ? 

 

Si tu regardes la courbe de courant entre 10h48 et 10h55, est ce que tu vois quelque chose d'anormal ?

Modifié mai 22, 2023 par Jboll
Typo

[tben]

Voici ce qu'il se passe avant. Je n'ai pas plus avant. On voit encore quelques bizarreries.

 

Et voici ce qu"il se passe dès que je pars avec ma voiture. Il semble que cela suffise pour rééquilibrer.

Mais on voit aussi quelques bizarreries, deux lots (1 minute de transmission) où les points bleus (les premier du triplet) sont sur la trace rouge, mais les deux autres (orange et gris) sont bien au dessus.

Le même avec uniquement le triplé de la trame qui contient la cellule "faiblarde". On vois mieux qu'elle revient dans les rangs.

 

Et l'intensité :