Rendement de la recharge en courant alternatif

[ap641]

Je dispose d’une Niro EV dont la batterie est rechargée jusqu’a présent exclusivement à mon domicile au moyen d’une borne qui délivre du courant monophasé en 16 A. Après 2 mois d’utilisation,3000 km effectués, et environ 30 recharges, je suis surpris par le faible rendement du processus de recharge que j’ai la possibilité d’évaluer systématiquement au moyen d’un compteur d’énergie.

 La majorité du temps, la recharge est programmée la nuit, entre 2 h et 6 h du matin afin de bénéficier des tarifs les plus avantageux du fournisseur Total Energie . Les rechargent démarrent avec une capacité de batterie initiale généralement entre 30 et 50% pour atteindre au maximum 80 %. Dans ces conditions, les pertes sont au minimum de 30 % et peuvent dépasser 40 % . Quelques recharges ont été effectuées en cours de journée qui confirment ces résultats . Le paramètre qui semble le plus influent est la durée de recharge : à l’issue de la première heure de recharge les pertes avoisinent 50 %. Ces dernières s’amenuisent avec la durée de recharge . En pratiquant des recharges de 6 à 8 heures, le rendement s’améliore avec des pertes de l’ordre de 15 à 25%.

j’ajoute par ailleurs que le compteur d’énergie ne peut être mis en cause et que ces mauvais résultats sont aussi observés en recherchant la batterie avec le câble 8A sur une prise renforcée.

 

[AdrienL]

Je ne comprends pas de quelle perte tu parles et comment tu les calcules ? 

 

Quelle est ta consommation et ton autonomie au quotidien ?

[Janjak]

Il y a pas mal de publications sur le sujet "perte de charge voiture électrique" sur le net et par là :

https://www.automobile-propre.com/voiture-electrique-ces-consommations-fantomes-qui-pesent-sur-la-facture/

Modifié mai 16, 2023 par Janjak
ajout lien

[jeremycoco35]

Bonjour,

Sur le site la chaineev.fr, ils ont calculé un écart à la recharge de 13.2%.

[ap641]

le véhicule est utilisé exclusivement sur routes secondaires.

 La consommation moyenne est de 12,5 kwh et l’autonomie à 100 % est de l’ordre de 500 km

 

Pour répondre à la question de quelle perte s’agit il :

il s’agit de la perte d’énergie inhérente au transport et  conversion du courant alternatif fourni par la borne qui est attribuable au chargeur triphasé de 11 kwh qui est intégré au véhicule.

La quantité d’énergie dépensée lors d’un recharge est mesurée par un compteur d’énergie situé en amont de la borne de recharge . A titre d’exemple 15 kwh consommés pour une recharge de 4 heures

la quantité d’énergie récupérée par la batterie est calculée en multipliant le gain de la capacité de la batterie exprimée en % par la capacité utile de la batterie indiquée par Kia ,à savoir 64,8 kwh,

A titre d’exemple :  la capacité de la batterie initialement de 30 % devient 46 % après 4 heures de charge. Ainsi la quantité d’energie récupérée par la batterie est de : (46-30)/100*64,8= 10,3 kwh.
si la consommation est de 15 kwh, le rendement est de 10,3/15=0,68 soit 32% de perte.

 

 J’aimerais savoir si d’autres utilisateurs de Niro EV peuvent ne témoigner de leurs propres expériences car je considère mes données comme anormales.

Propriétaire  précédemment pendant 4 ans d’une Nissan Leaf, dans des conditions de recharge équivalentes, les résultats étaient en accord avec ceux publiés, de l’ordre de 16 à 17% 

 

 

 

Le 16/05/2023 à 09:40, AdrienL a dit :Je ne comprends pas de quelle perte tu parles et comment tu les calcules ? 

 

Quelle est ta consommation et ton autonomie au quotidien ?

conversion du courant alternatif pour recharger la b

[Remy]

Le 16/05/2023 à 14:03, ap641 a dit :

qui est attribuable au chargeur triphasé de 11 kwh qui est intégré au véhicule.

En réalité, une grande partie de la perte ne provient pas du chargeur lui même mais des autres équipements de la voiture (calculateurs, pompes, ventilateurs,...) qui consomment une partie de l'énergie fournie par la borne.

 

Le 16/05/2023 à 14:03, ap641 a dit :

A titre d’exemple :  la capacité de la batterie initialement de 30 % devient 46 % après 4 heures de charge. Ainsi la quantité d’energie récupérée par la batterie est de : (46-30)/100*64,8= 10,3 kwh.

En supposant que le "pourcentage" affiché correspond linéairement avec la quantité d'énergie stockée (ce qui est loin d'être garanti).

[jef164]

@ap641
intéressant, j'avais aussi retenu les qq 13% de la chaîne EV dans mes lectures, 30% cela semble énorme.

Une partie due à la mise en température de l'ensemble? Je dis cela en lisant que tu observés plus de perte la/les 1eres heures et moins sur une plus longue durée.
Par ailleurs, niveau température, ton VE est-il rechargé en extérieur/sous abri/intérieur ?

[Fabos]

Je me suis aussi attaqué à ce sujet et tes résultats peuvent s'expliquer.

Pour comparaison j'ai obtenu les résultats suivant en monophasé.

À 6 A rendement de 74 % (donc perte de 26 %)

8 A rendement de 81 %

10 A rendement de 84 %

12 A rendement de 88 %

16 A rendement de 89 %

20 A rendement de 89,5 %

24 A et + rendement de 90 %

 

Ce qui pourrait expliquer tes mauvais rendements à 16 A vient du fait que la batterie commence par un préconditionnement lorsque les températures sont froides.

Lorsque c'est le cas on entend clairement comme de l'eau qui coule sous la voiture (simplement le LdR qui circule dans l'ensemble de la batterie) et un léger bruit de pompe dans le compartiment moteur.

Donc en début de charge la puissance disponible est consacrée à réchauffer la batterie pendant un temps dépendant de la température initiale des différents modules.

Si elle est insuffisante la batterie et même mise à contribution pour fournir un supplément de puissance pour atteindre les 3,4 à 3,8 kW nécessaire à l'alimentation du système de chauffage.

C'est pour cette raison que la batterie peut perdre quelques %  en tout début de charge pour des charges < 20 A.

 

Je vous laisse imaginer à quel point le rendement final peut être impacté surtout si on fait plutôt des petites charges quotidiennes en hiver.

 

Avec le dongle OBD2 qui va bien j'ai pu constater que ce préconditionnement se déclenche dès que la température du ou des modules les plus froids est sous les 11° (24 modules en tout).

Dans ce cas le préconditionnement ne s'arrête que lorsque la température du module le plus froid atteint 21°.

 

Personnellement mon Niro dort dans un garage non chauffé mais accolé à une maison.

La température descend assez rarement sous les 5° et les charges avec préconditionnement se sont comptées sur les doigts de la main depuis début janvier.

 

Ton véhicule dort peut être à l'extérieur et/ou tu habites dans une région plus froide que par chez moi.

Tu as peut-être remarquer une amélioration de tes rendements de charge avec le retour de température plus clémente.

 

Rien à voir avec ton souci mais bon à savoir tout de même, le préconditionnement pour la charge HPC n'a lieu que lorsque la température du ou des modules les plus froids est inférieure à 21° et elle s'arrête dès cette température atteinte.

C'est ce que Kia a communiqué concernant le préconditionnement de l'EV6 et que j'ai pu vérifier avec le Niro.

 

Désolé pour le pavé.

J'espère avoir pu t'aider.

 

 

Modifié mai 16, 2023 par Fabos
Orthographe

[Fabos]

En relisant plus attentivement tu parles de ton compteur d'énergie en amont de la borne 16 A.

Quelle est la longueur et la section du câble reliant les deux ?

Tu peux encore avoir quelques % de rendement perdus dans tes câbles par effet joule.

Attention aussi, le fait de considérer le pourcentage de charge batterie ne permet pas d'estimer précisément les quantités d'énergie mais ça n'explique pas non plus des rendements aussi éloignés de ce qui est attendu.

C'est d'autant plus valable que les quantités d'énergie récupérées lors de la charge sont faibles.

 

Toujours est-il que je ne m'explique toujours pas pourquoi les ingés de Kia ont mis en place ce principe de préconditionnement des batteries lors des charges lentes.

Quel est l'intérêt quand on voit une telle surconsommation ? 

Si c'est juste pour la préservation des modules ça me paraît discutable.

À ma connaissance ce n'était pas le cas sur la génération précédente, disons que je n'ai jamais lu quelques choses allant dans ce sens.

À noter que ce n'est pas désactivable et indépendant de l'option de préconditionnement avant charge HPC mais ça utilise pourtant le même principe et les mêmes organes (circuit LdR, pompe, thermoplongeur, etc...).

 

Il me semble que la première finition n'est pas dotée de l'option de préconditionnement HPC.

Il serait intéressant de voir si, dans cette finition, la batterie se réchauffe tout de même par temps froid en début de charge.

Cela signifierait dans ce cas que l'absence de préconditionnement HPC est purement logiciel mais je digresse.

Modifié mai 17, 2023 par Fabos

[edrx]

Le 16/05/2023 à 22:04, Fabos a dit :

À 6 A rendement de 74 % (donc perte de 26 %)

8 A rendement de 81 %

10 A rendement de 84 %

12 A rendement de 88 %

16 A rendement de 89 %

20 A rendement de 89,5 %

24 A et + rendement de 90 %

 

 

Quelqu'un peut il expliquer cette tendance de rendement ?

 

Je charge via le CRO en 8A quelques heures toutes les nuits. Je pensais que charger moins vite serait le plus sain pour la batterie et le plus efficace en termes de rendement.

[Fabos]

Le 17/05/2023 à 18:49, edrx a dit :

Quelqu'un peut il expliquer cette tendance de rendement ?

 

Je charge via le CRO en 8A quelques heures toutes les nuits. Je pensais que charger moins vite serait le plus sain pour la batterie et le plus efficace en termes de rendement.

Ta batterie ne risque absolument rien a être chargé à plus de 8 A.

7 kW en monophasé ou 11 kW en triphasé ça reste des charges lentes qui ne détériorent pas la batterie.

Le tout est de limiter la charge à 70 ou 80 % en usage quotidien mais sans hésiter à faire des charges complètes si nécessaire.

Une fois de temps en temps pour les longs trajets par exemple, ce n'est pas ça qui va ruiner ta batterie.

 

Concernant le rendement des chargeurs embarqués dans les VE et même de n'importe quel dispositif de conversion AC/DC.

De par leurs conceptions le rendement sera maximal à la puissance nominale (souvent un peu avant une puissance maximale parfois jamais atteinte).

En l'occurrence cette puissance nominale est de 7,4 kW en mono (32 A) et 11 kW en tri (3x16 A) sur le Niro EV.

Les puissances/intensités inférieures font un peu baisser le rendement jusqu'à on va dire 50 % de la puissance/intensité nominale (3,6 soit 16 A en mono) puis le rendement "s'effondre" quand on passe sous 8 A (25 % de la puissance maxi).

Il n'y a pas de discontinuité, cela se fait de façon progressive.

 

Des personnes plus expertes pourront certainement expliquer ça en détail.

Modifié mai 17, 2023 par Fabos

[edrx]

Ok, donc en théorie :

- Si je charge via le CRO, autant charger à la puissance maximale allouée par l'installation (10A ou 12A), il n'y aura pas de gain d'impact sur la batterie mais un gain sur la perte à la charge

- Si je charge via une box, autant monter à la puissance maximale ?

[Tech21]

Le 18/05/2023 à 08:45, edrx a dit :

Ok, donc en théorie :

- Si je charge via le CRO, autant charger à la puissance maximale allouée par l'installation (10A ou 12A), il n'y aura pas de gain d'impact sur la batterie mais un gain sur la perte à la charge

- Si je charge via une box, autant monter à la puissance maximale ?

Oui

[jumpingjackfly]

Le 16/05/2023 à 22:04, Fabos a dit :

Je me suis aussi attaqué à ce sujet et tes résultats peuvent s'expliquer.

Pour comparaison j'ai obtenu les résultats suivant en monophasé.

À 6 A rendement de 74 % (donc perte de 26 %)

8 A rendement de 81 %

10 A rendement de 84 %

12 A rendement de 88 %

16 A rendement de 89 %

20 A rendement de 89,5 %

24 A et + rendement de 90 %

 

Le 17/05/2023 à 18:49, edrx a dit :

Quelqu'un peut il expliquer cette tendance de rendement ?

L'idéal, pour réduire autant que possible les pertes lors des conversions, est de recharger à la même puissance que la puissance maxi admise en AC par votre voiture : communément 11kW ou 22kW. Mais ceci n’est pas toujours possible et dépend des caractéristiques ton installation domestique (mono ou triphasée) ainsi que de ton abonnement à votre fournisseur d’électricité.

A l'inverse, plus tu t'en éloignes (en + ou en - ) et plus ton rendement est mauvais en raison des conversions qui génèrent des pertes.

Tout ceci va dans le sens du choix de l’installation du Wallbox et d’oublier la recharge quotidienne sur prise classique, même renforcée. Les CRO livrés avec les voitures, capables de charger à 7, 11 ou 22kW étant particulièrement rares. En monophasé comme en triphasé.

Avec une Wallbox, non seulement on réduit la durée de recharge mais on peut ainsi limiter les pertes autour de 10%, ce qui est non négligeable mais reste bien plus raisonnable qu’avec un CRO

 

Modifié mai 19, 2023 par jumpingjackfly

[ap641]

Pour répondre à la question de quelle perte s’agit il :

il s’agit de la perte d’énergie inhérente au transport et  conversion du courant alternatif fourni par la borne qui est attribuable au chargeur triphasé de 11 kwh qui est intégré au véhicule.

La quantité d’énergie dépensée lors d’un recharge est mesurée par un compteur d’énergie situé en amont de la borne de recharge . A titre d’exemple 15 kwh consommés pour une recharge de 4 heures

la quantité d’énergie récupérée par la batterie est calculée en multipliant le gain de la capacité de la batterie exprimée en % par la capacité utile de la batterie indiquée par Kia ,à savoir 64,8 kwh,

A titre d’exemple :  la capacité de la batterie initialement de 30 % devient 46 % après 4 heures de charge. Ainsi la quantité d’energie récupérée par la batterie est de : (46-30)*64,8=

Le 16/05/2023 à 09:40, AdrienL a dit :

Je ne comprends pas de quelle perte tu parles et comment tu les calcules ? 

 

Quelle est ta consommation et ton autonomie au quotidien ?

Quels adaptateurs OBD2 et logiciels sont recommandés pour le modèle Kia Niro EV ? 

[jef164]

Au fait, le véhicule ne propose pas de visualiser les kWh rechargés? (plutôt que les pourcents, affichage qui ne me plaît pas du tout je n'y vois aucun intérêt sauf à rester dans la gamme recommandée 20-80)

[Fabos]

Le 20/05/2023 à 07:45, ap641 a dit :

Pour répondre à la question de quelle perte s’agit il :

il s’agit de la perte d’énergie inhérente au transport et  conversion du courant alternatif fourni par la borne qui est attribuable au chargeur triphasé de 11 kwh qui est intégré au véhicule.

La quantité d’énergie dépensée lors d’un recharge est mesurée par un compteur d’énergie situé en amont de la borne de recharge . A titre d’exemple 15 kwh consommés pour une recharge de 4 heures

la quantité d’énergie récupérée par la batterie est calculée en multipliant le gain de la capacité de la batterie exprimée en % par la capacité utile de la batterie indiquée par Kia ,à savoir 64,8 kwh,

A titre d’exemple :  la capacité de la batterie initialement de 30 % devient 46 % après 4 heures de charge. Ainsi la quantité d’energie récupérée par la batterie est de : (46-30)*64,8=

Quels adaptateurs OBD2 et logiciels sont recommandés pour le modèle Kia Niro EV ? 

J'utilise celui-là.

https://www.amazon.fr/gp/aw/d/B07SQLY39V

Son défaut est de ne pas sortir de veille au redémarrage du véhicule.

Il faut le débrancher-rebrancher pour le réveiller mais pour un usage occasionnel c'est sans gravité.

C'est l'un des moins cher qui fasse le taf correctement.

Pour l'appli la version payante (5€) de Car Scanner est très recommandable.

Un retour de ta part pendant concernant mes réponses ?

 

Le 20/05/2023 à 14:50, jef164 a dit :

Au fait, le véhicule ne propose pas de visualiser les kWh rechargés? (plutôt que les pourcents, affichage qui ne me plaît pas du tout je n'y vois aucun intérêt sauf à rester dans la gamme recommandée 20-80)

On ne peut pas voir directement les kWh rechargés ou disponibles.

À la rigueur les kWh consommés en multipliant la conso moyenne et la distance parcourue.

Par contre un dongle OBD2 permet d'avoir accès à la capacité restante de la batterie (Remaining energy) en Wh.

Modifié mai 22, 2023 par Fabos

[jef164]

On ne peut pas voir directement les kWh rechargés ou disponibles.
À la rigueur les kWh consommés en multipliant la conso moyenne et la distance parcourue.
Par contre un dongle OBD2 permet d'avoir accès à la capacité restante de la batterie (Remaining energy) en Wh.

Merci, ma question était plus spécifique à la recharge, avec le dongle donc je peux voir une quantité de kWh avant et après recharge c'est bon ça

[Pich]

Le 18/05/2023 à 10:41, jumpingjackfly a dit :

 

L'idéal, pour réduire autant que possible les pertes lors des conversions, est de recharger à la même puissance que la puissance maxi admise en AC par votre voiture : communément 11kW ou 22kW. Mais ceci n’est pas toujours possible et dépend des caractéristiques ton installation domestique (mono ou triphasée) ainsi que de ton abonnement à votre fournisseur d’électricité.

A l'inverse, plus tu t'en éloignes (en + ou en - ) et plus ton rendement est mauvais en raison des conversions qui génèrent des pertes.

Tout ceci va dans le sens du choix de l’installation du Wallbox et d’oublier la recharge quotidienne sur prise classique, même renforcée. Les CRO livrés avec les voitures, capables de charger à 7, 11 ou 22kW étant particulièrement rares. En monophasé comme en triphasé.

Avec une Wallbox, non seulement on réduit la durée de recharge mais on peut ainsi limiter les pertes autour de 10%, ce qui est non négligeable mais reste bien plus raisonnable qu’avec un CRO

 

Avec un CRO réglé entre 12A et 16A, la différence de rendement n'est que de 1 à 2% avec une wallbox... C'est clairement négligeable. En tout cas ce ne me fait pas "oublier" l'utilisation d'une greenup+CRO !

[jumpingjackfly]

Le 01/06/2023 à 14:20, Pich a dit :

Avec un CRO réglé entre 12A et 16A, la différence de rendement n'est que de 1 à 2% avec une wallbox... C'est clairement négligeable. En tout cas ce ne me fait pas "oublier" l'utilisation d'une greenup+CRO !

1% ou 2% de perte seulement pour 12A ou 16A ?? Ca serait très étonnant.

 

Perso, je suis déjà aux alentours de 10% de perte en rechargeant à 7kW pour une capacité de recharge de ma voiture en AC de 11 kW max. 

 

Après tu fais ce que tu veux et charges sur Greenup si tu veux. Tant que tu ne viens pas me demander de payer ta facture 😋

 

[Remy]

Le 01/06/2023 à 15:31, jumpingjackfly a dit :

1% ou 2% de perte seulement pour 12A ou 16A ?? Ca serait très étonnant.

C'est 1 ou 2% de plus qu'avec une Wallbox.

 

A intensité identique, le rendement est exactement le même avec un CRO ou une Wallbox.

[jumpingjackfly]

Le 01/06/2023 à 15:34, Remy a dit :

A intensité identique, le rendement est exactement le même avec un CRO ou une Wallbox.

Oui en théorie bien sur.  Dans la pratique ca dépendra surement de la qualité de fabrication et des composants utilisés pour assembler le CRO ou la Wallbox. Entre 2 circuits ayant la même fonction, par expérience, tous ce ne valent pas. Ce serait trop facile sinon, non ?

 

J'imagine que le choix dépend aussi de la fréquence de recharge. Pas certain qu'un simple CRO tienne bien dans la durée si on recharge avec tous les jours de l'année (j'exagère volontairement ici): Echauffement, panne, voir pire.

 

 

Modifié juin 1, 2023 par jumpingjackfly

[Remy]

Le 01/06/2023 à 15:45, jumpingjackfly a dit :

Dans la pratique ca dépendra surement de la qualité de fabrication et des composants utilisés pour assembler le CRO ou la Wallbox. Entre 2 circuits ayant la même fonction, par expérience, tous ce ne valent pas. Ce serait trop facile sinon, non ?

La quasi totalité des pertes a lieu dans la voiture...

Le CRO ou la Wallbox n'est qu'un relai commandé "intelligemment", mais électriquement, c'est un simple relai.

C'est comme si on prétendait qu'un chauffe-eau électrique va consommer moins en changeant le contacteur dans le tableau électrique.

 

Le 01/06/2023 à 15:45, jumpingjackfly a dit :

Pas certain qu'un simple CRO tienne bien dans la durée si on recharge avec tous les jours de l'année (j'exagère volontairement ici): Echauffement, panne, voir pire.

Ca fait un peu plus de 10 ans que je recharge ma voiture avec le CRO d'origine.

[Pedritto]

Le 01/06/2023 à 15:45, jumpingjackfly a dit :

Dans la pratique ca dépendra surement de la qualité de fabrication et des composants utilisés.

Pas certain qu'un simple CRO tienne bien dans la durée si on recharge avec tous les jours de l'année

Un CRO (tout comme une WB basique, c'est pareil, juste le packaging qui change) c'est ultra simple :

Un module de communication qui pilote un relais. Après il peut y avoir quelques raffinements : sélection de la puissance, contrôle de la T° (de la prise principalement), TIC pour les WB... Mais ça reste ultra simpliste comme électronique et non consommateur. Le seul 'composant' qui fait transiter de la puissance est le relais. Faut vraiment le faire exprès pour dissiper assez pour que ça se voit.

La consommation du CRO est parfaitement négligeable. 

 

Edit : grillé par @Remy

Modifié juin 1, 2023 par Pedritto

[jumpingjackfly]

Le 01/06/2023 à 15:56, Pedritto a dit :

La consommation du CRO est parfaitement négligeable. 

Je n'ai jamais dit le contraire. Mon message d'origine (en haut de cette page) était articulé autour de la puissance de recharge, qui devrait être le plus proche possible de la capacité AC de la voiture pour limiter les pertes. Ca a dévié sur l'opposition CRO vs Wallbox mais seulement par le biais qui fait que les wallbox, dans la plupart des cas, permettent de recharger plus fort que les CRO.