Effet mémoire de nos batteries, faut-il décharger complètement ?

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Message par Pixel le Mar 1 Nov 2016 - 8:16

[EDIT JCH] cette réponse provient de http://renault-zoe.forumpro.fr/t9175p25-duree-de-charge-zoe-22-kwh-vs-41-kwh

@jch a écrit:De plus, à laisser travailler ta batterie sur les seuls 50 % haut poseront souci assez rapidement. Zoe va "oublier" qu'elle en a encore sous le pied et va afficher une autonomie réduite
Je crois qu'il faut tordre le cou à cette idée qu'il est mauvais de faire travailler la batterie sans la décharger à fond.
Certes l'affichage va progressivement devenir erroné mais on sait y remédier et ce n'est pas représentatif de l'état de la batterie
Il suffit de faire une décharge complète de temps à autre. Pas systématiquement.
Comme tu le dis, c'est Zoé qui va oublier une partie du "bas" de la charge. Pas la batterie

Le fait de n'utiliser que les 50 % "hauts" n'a pas d'incidence sur la durée de vie de la batterie.
On disait ça des batteries CdNi. On appelait ça l'effet mémoire.
(À mon avis, c'était une connerie mais c'est un autre débat).

Il faut savoir que, pour prolonger la durée de vie de ses batteries d'hybrides, Toyota les fait travailler entre 40 % et 80 % de la pleine charge.
Et il les garantit 8 ans (enfin 5 ans maintenant) et il faut savoir qu'il y a des batteries qui ont plus de dix ans, qui travaillent dans ces conditions, et qui sont toujours en pleine forme.


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Message par jch le Mar 1 Nov 2016 - 8:50

J'ouvre un nouveau sujet avec ta réponse, sinon c'est trop HS et ce serai dommage de ne pas parler de ce sujet de mémoire.

C'est juste r-link ou l'OdB qui calcule l'autonomie qui perd de vue les kWh qui sont en "bas".
La technologie évolue mais pour l'heure, ce qui achève les batteries ce sont les décharges profondes. Les constructeurs ont prévu le coup en gardant quelques kWh sous le pied.
Je pense (à tort ou à raison?) d'éviter de laisser la batterie vide plusieurs jours, plusieurs semaines. Ceci, malgré la marge que Renault s'est gardé, pour ne pas l'endommager.

Si je compte bien, la batterie contient 26 kWh et on ne peut en utiliser que 22, ce qui laisse 15% de marge. Il y a donc peu de risque de l'endommager. La réserve d'énergie semble être en bas, mais il est aussi possible qu'il y ait une petite réserve en haut.

Perso, j'utilise toute la capacité de ma batterie, du moins, autant que possible.
Vaut-il mieux recharger après chaque utilisation ou la faire travailler en grande partie?

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Message par Ocni le Mar 1 Nov 2016 - 9:34

Je pense qu'il y en a un peu en haut également.
Comme Pixel je prends la Prius pour exemple : si on se tape une grosse descente, au bout d'un moment la batterie en a ras la gueule et y a une ventilation qui se met en route (y a même carrément une grille de ventilation à côté du siège arrière qui ne sert que pour ça !).
Ce cas de figure peut aussi arriver en Zoe (descente après une recharge totale) et il y a peut être un risque d'endommager si on veut faire rentrer du kWh dans une batterie théoriquement gavée.
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Message par Pixel le Mar 1 Nov 2016 - 10:21

@Ocni a écrit:Je pense qu'il y en a un peu en haut également.
Comme Pixel je prends la Prius pour exemple : si on se tape une grosse descente, au bout d'un moment la batterie en a ras la gueule et y a une ventilation qui se met en route (y a même carrément une grille de ventilation à côté du siège arrière qui ne sert que pour ça !).
Je ne crois pas que la ventilation se déclenche quand la batterie est pleine.
Elle se déclenche quand elle est trop chaude, tout simplement, ce qui n'est pas forcément le cas quand elle est pleine après une descente.
Sur la Prius, elle n'est jamais pleine. La charge s'arrête à 80 %.
Ce qui se passe sur la Prius dans une descente, c'est que, lorsque la batterie est pleine à 80 %, elle n'est plus rechargée. Il n'y a donc plus de frein moteur électrique et le système fait passer le GMP en mode B.
Ce que tu entends en descente, ce n'est pas un ventilateur. C'est le thermique qui mouline comme en mode B.
Personnellement, je n'ai jamais entendu le ventilateur.
Ceci dit, j'ai une Prius+ et la batterie n'est pas derrière mais devant, dans l'accoudoir central (et c'est une Li-Ion alors que sur les autres Prius, c'est une Ni-Mh).
Je n'ai pas vu d'ouverture de ventilation. Elle est peut-être ventilée par le dessous de la caisse.
Ce cas de figure peut aussi arriver en Zoe (descente après une recharge totale) et il y a peut être un risque d'endommager si on veut faire rentrer du kWh dans une batterie théoriquement gavée.
En Zoé, quand la batterie est pleine, il n'y a plus de frein moteur du tout ! C'est même assez surprenant.
Donc pas de risque de surcharge (c'est géré par le BMS) mais risque de griller les freins !


Donc, pour revenir à cette histoire de marge en haut de la batterie, j'ai quand même des doutes.
Je pense que ça se passe ainsi.
Les cellules sont contrôles en tension individuellement par le BMS (ou du moins par deux, puisqu'elles sont en parallèle deux par deux).
Le courant de charge diminue progressivement au fur et à mesure que la tension des cellules monte.
Ce courant atteint un minimum quand une première cellule atteint un seuil fixé et correspondant à la charge terminée.
Ensuite, ce courant est maintenu jusqu'à ce que toutes les cellules aient passé ce seuil.
La charge s'arrête alors, probablement avec une tempo pour que la drnière cellule soit bien gavée aussi.

Pour qu'il reste une réserve en haut, il faudrait que le seuil de tension considéré comme batterie pleine soit abaissé.
Et surtout, il faudrait alors que la charge soit arrêtée, individuellement sur chaque cellule qui atteint cette tension.
Je ne vois pas trop comment ce serait possible, car les cellules sont en série et il faut bien continuer à charger les cellules qui n'ont pas encore atteint le seuil.
Il faudrait pour cela dériver du courant avec un transistor à effet de champ branché en parallèle sur chaque cellule et dont la résistance passante serait ajustée pour que la cellule pleine ne reçoive plus de courant.
Et il faudrait refroidir ces 96 transistors !
Je doute qu'une telle solution ait été mise en place.
Je pense plutôt que l'équilibrage se fait avec un courant supportable par les cellules même pleines (correspondant à une charge d'entretien) et donc, qu'il n'y a pas de marge haute en fin de charge.

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Message par TomC le Mar 1 Nov 2016 - 11:30

Je ne pense pas que la méthode du courant minimum soit supportée par les batteries Lithium.
Il semble qu'il y ait bien un système de dérivation du courant dans chaque cellule (ou plutôt de décharge), par exemple :
https://www.google.dj/patents/WO2013014358A2?hl=fr&dq=equilibrage+des+batteries&cl=fr
(bien évidemment rien ne dit que c'est cette méthode qui est utilisée sur la Zoe)


Dernière édition par TomC le Mar 1 Nov 2016 - 11:36, édité 1 fois
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Message par BenoitF54 le Mar 1 Nov 2016 - 11:31

Chaque cellule n'est pas reliée individuellement au BMS ? En plus des câbles de grosse section qui alimentent le moteur.

Comme sur des batteries LiPo de modélisme où il y a 2 fils de grosse section (+ et -) pour alimenter un moteur, et 1 fil de petite section pour chaque cellule. Ces fils servant pour l'équilibrage.

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Message par Pixel le Mar 1 Nov 2016 - 11:43

@TomC a écrit:(bien évidemment rien ne dit que c'est cette méthode qui est utilisée sur la Zoe)
Ça serait intéressant de le savoir, c'est sûr !

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Message par Pixel le Mar 1 Nov 2016 - 11:51

@BenoitF54 a écrit:Chaque cellule n'est pas reliée individuellement au BMS ? En plus des câbles de grosse section qui alimentent le moteur.
Si, bien sûr.
Regarde ces photos. Il y a de gros paquets de fils fins en plus des gros câbles de puissance :

https://drive.google.com/drive/folders/0B4k-iADFKitTeUN6cVJ0RlhTRlE

Notamment cette photo :

https://drive.google.com/file/d/0B4k-iADFKitTR0FIMXVPazFFQms/view?usp=sharing

Comme sur des batteries LiPo de modélisme où il y a 2 fils de grosse section (+ et -) pour alimenter un moteur, et 1 fil de petite section pour chaque cellule. Ces fils servant pour l'équilibrage.
Je me suis arrêté aux CdNi pour le modélisme. Donc je ne voudrais pas dire de bêtises mais je crois que les chargeurs de LiPo de modélisme sont en fait des chargeurs indépendants pour chaque cellule avec un contrôle de fin de charge individuel.
Ce n'est pas le cas pour le Caméléon qui charge bêtement toutes les cellules en série.
Ce qui ne veut pas dire qu'il n'y a pas un système tel que celui dont parle TomC.

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Message par Ocni le Mar 1 Nov 2016 - 12:16

Hs on - j'ai entendu que 2-3 fois la ventilation de batterie s'enclencher sur la prius et c'était à chaque fois en longue descente en montagne et où la batterie indiquait "full" au tableau de bord (même si oui effectivement ce full correspond en réel à du 80%) je ne pense pas avoir confondu avec le bruit d'un mode b (je la connais bien ma titine Wink ) en plus le gamin (qui est assis à côté de la grille) m'a indiqué entendre un bruit bizarre en dessous de lui
Apres comme tu dis sur la p+ la batterie n'est pas au même endroit mais en plus je crois qu'elle n'est pas en nimh ce qui peut aussi changer pas mal le concept de refroidissement - hs off
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Message par Teirhy le Mar 1 Nov 2016 - 20:26

Tu ne dis pas de bêtise pixel, en modélisme les lipo sont chargées cellules par cellules, j'ai déjà fais le teste de charger une grappe de 3 cellules en série, la flemme de sortir le bon chargeur et je m'étais dit que pour une petite charge rapide j'avais pas besoin Cle les cellules devaient êtres relativement équilibrées, et paf, ça a explosé.

pour revenir aux VE, la batterie du Soul n'est utilisable que de 5 à 95% d'où les 27kWh utilisable sur les 30,5.
chaque cellule est indépendante et il y a bien une dérivation car sinon la 1ère cellule chargée serait vite dégradée par le temps de charge supplémentaire nécessaire à la cellule la moins chargée.
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Message par Bigfoot le Mar 1 Nov 2016 - 20:35

On a tendance à considérer les VE comme un tout mais vu les différences de moteurs et de batteries, ils sont vraiment très différents.

Est-ce que certains moteurs/batteries vont dominer le marché une fois l'expérience engrangée ?
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Message par ze le Mar 1 Nov 2016 - 22:45

@Teirhy a écrit:Tu ne dis pas de bêtise pixel, en modélisme les lipo sont chargées cellules par cellules, j'ai déjà fais le teste de charger une grappe de 3 cellules en série, la flemme de sortir le bon chargeur et je m'étais dit que pour une petite charge rapide j'avais pas besoin Cle les cellules devaient êtres relativement équilibrées, et paf, ça a explosé.

pour revenir aux VE, la batterie du Soul n'est utilisable que de 5 à 95% d'où les 27kWh utilisable sur les 30,5.
chaque cellule est indépendante et il y a bien une dérivation car sinon la 1ère cellule chargée serait vite dégradée par le temps de charge supplémentaire nécessaire à la cellule la moins chargée.

Bin non, si c'était le cas on ne brancherait que la prise d'equilibrage pour charger.
Comme sur la zoe, le courant de charge traverse tous les elements en serie ensuite le bms (prise d'equilibrage ) se charge de shunter les elements qui ont atteind leur tension max
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Message par BenoitF54 le Mer 2 Nov 2016 - 13:27

Moi je pense que ça charge d'abord via le circuit de puissance, via les câbles de grosse section qui alimentent le moteur et donc toutes les cellules en série, jusqu'à ce qu'une cellule atteigne sa tension max (ou pas loin).
Ensuite, le BMS alimente chaque cellule indépendamment pour faire l'équilibrage. Sauf que là, c'est par les fils de petite section, donc moins d'intensité et plus de temps pour finir de charger la batterie à 100%.

C'est comme ça avec les LiPo de modélisme je crois.

Mais je me trompe peut être Razz

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Message par Teirhy le Mer 2 Nov 2016 - 20:35

Oui je le suis mal expliqué,
D'ailleurs les cellules ne sont pas que en série, il y a des grappes.
En fait il y a une moitié des cellules en série et une moitié en parallèle (96 cellules en série soit 96 x 4,2V = 400 V et les autres 96 cellules sont en parallèle)

Et chaque cellule peut être isolée, sinon le moindre incident rendrait la batterie instable et très dangereuse (incendie, explosion)
Je le demande comment c'est fait dans les Tesla avec les 8000 cellules d'une batterie 100 kWh.

Par contre pour les LiPo de modélisme grand public (qu'on trouve dans les drones par exemple) le chargeur utilise un connecteur différent de celui qui sert à l'alimentation et charge bien les cellules de façon indépendantes, après pour le fait maison, en effet on fait comme on veut Wink
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Message par jch le Mer 2 Nov 2016 - 20:59

Effet mémoire de nos batteries, faut-il décharger complètement ? CHI-Z50005S15C

ici, une 5S, soit 5 éléments en série. Le connecteur d'équilibrage est visible

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Message par Pixel le Mer 2 Nov 2016 - 21:00

@Teirhy a écrit:D'ailleurs les cellules ne sont pas que en série, il y a des grappes.
En fait il y a une moitié des cellules en série et une moitié en parallèle (96 cellules en série soit 96 x 4,2V = 400 V et les autres 96 cellules sont en parallèle)
Non, ce n'est pas comme ça sur la Zoé.

Les cellules sont reliées en parallèle deux par deux. Elles font 4,2 V à pleine charge. Étant en parallèle, le couple fait toujours 4,2 V mais la capacité en Ah est doublée.

Ces paires de cellules sont assemblés en série dans des modules de 8 couples. 8 x 4,2 V = 33,6 V.
Ces modules sont assemblés chez Renault dans un atelier dit "basse tension".

Ensuite 12 modules sont reliés entre eux, toujours en série, ce qui donne une batterie de 33,6 V x 12 = 403,2 V
Ce montage est fait dans l'atelier "haute tension" où les mesures de sécurité sont plus draconiennes.

Voir ici : https://drive.google.com/drive/folders/0B4k-iADFKitTeUN6cVJ0RlhTRlE

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Message par Pixel le Mer 2 Nov 2016 - 21:09

Chez Tesla, il y a forcément un parallélisme massif !

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Message par BenoitF54 le Mer 2 Nov 2016 - 22:21

Chez Tesla, chaque module est composé de 444 batteries de type 18650 (batteries très répandues dans beaucoup d'appareils, notamment les lampes de poches).

Un module est arrangé de la façon suivante : 6s74p, soit 74 rang de 6 batteries en série. Une série de 6 fait donc 6x4,2V=25,2V. Ce qui donne 74x3400mAh=251,6Ah. Soit environ 6340 kWh.
Et il y a 16 modules, on arrive donc à environ 100 kWh et 400V environ (16x25,2V).

D'autres sources disent 6s72p au lieu de 6s74p, donc 432 batteries par module au lieu de 444. La capacité nominale d'une batterie est peut être un peu moins que 3400 mAh. Mais globalement, c'est foutu comme ça.

Sachant que chaque batterie est reliée à une barrette large par un fil très fin, faisant office de fusible au cas où une batterie défectueuse laisserait passer un trop fort courant.

Effet mémoire de nos batteries, faut-il décharger complètement ? Tesla-cells-wire-bonding

Par contre, je ne sais pas comment le BMS gère tout ce beau monde. Apparemment, chaque série de 6 batteries est reliée au BMS.

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Message par ze le Jeu 3 Nov 2016 - 0:39

@jch a écrit:Effet mémoire de nos batteries, faut-il décharger complètement ? CHI-Z50005S15C

ici, une 5S, soit 5 éléments en série. Le connecteur d'équilibrage est visible

D'équilibrage oui, pas de charge. Comme je l'ai dit plus haut la charge se fait par le connecteur de puissance
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Message par jch le Jeu 3 Nov 2016 - 6:36

oui, j'ai pas précisé.
Pour les drones, les 2 modèles sont sur mon étagère, avec et sans équilibrage.

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Message par Cité Radieuse le Jeu 3 Nov 2016 - 21:17

Une étude intéressante de Tesla sur la dégradation des batteries :
http://www.tesla-mag.com/2016/11/03/tesla-longevite-batteries-question/?mc_cid=2bd176822d&mc_eid=2ca4ca3445

"Ces données statistiques montrent clairement que au terme des 50 000 premiers kilomètres parcourus la plupart des batteries des 286 Tesla suivies avaient perdu environ 5  % de leur capacité, mais qu’après ce cap aucune perte vraiment importante n’était plus à considérer. Les courbes projetées montrent qu’après 200 000 kilomètres (soit 4 fois plus) les batteries conserveraient en effet une capacité de plus de 90%."

"Quelques exceptions aberrantes de ce point de vue  ont cependant été enregistrées. En recherchant et analysant les comportements d’utilisation des voitures concernées il s’avère qu’elles semblent avoir été très souvent rechargées à 100% et avoir été proches de la décharge complète."



Il préconisent donc des recharges quotidiennes à 90% et une recharge et une suralimentation fréquente.

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Message par Teirhy le Jeu 3 Nov 2016 - 21:41

@ze a écrit:D'equilibrage oui, pas de charge, comme je l'ai dit plus haut la charge se fait par le connecteur de puissance

Ça dépend, pour mon drone la charge se fait bien par le connecteur "d'équilibrage" et pas par celui d'alimentation.
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Message par BRETON38 le Sam 19 Nov 2016 - 18:17

Pour avoir souvent visité des laboratoires d'essais "e-mobilité" en Allemagne, les experts qui travaillent sur les lithium ion entre autre expliquent que lorsqu'on donne une durée de vie d'une batterie d'environ 2 ou 3000 charges décharges, c'est pour des charges à 100% et décharge totale.
De fait recharger ce type de batterie autour de 50% entraine une durée de vie allongée et on dépasse alors très très largement les 2 ou 3000 manœuvres. En conclusion, décharger régulièrement à fond sa batterie diminuera sa durée de vie "efficiente" et affectera plus rapidement son potentiel.

Pour info, ce type de batterie chargé à 100% de leur capacité sont dangereuses. Toutes les personnes de ce labo sont formées pompiers car elles peuvent exploser toutes seules en stockage, plusieurs jours après sans les manipuler.
C'est la raison pour laquelle elles sont utilisées dans une fenêtre 20-80% peut être. Cad que nos 100% sur ordi sont dans cette fenêtre pour des raisons de sécurité. La 41kW de la ZOE en fait peut 50 ou 48 en capacité réelle.

BRETON38

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Effet mémoire de nos batteries, faut-il décharger complètement ? Empty Re: Effet mémoire de nos batteries, faut-il décharger complètement ?

Message par Teirhy le Sam 19 Nov 2016 - 23:29

Oui, les batteries de nos VE sont utilisés dans la plage 5-95 %.
(C'est parfaitement visible dans le Soul car on a accès au BMS avec travers le canbus.)

Pour ce qui est de la durée de vie en nombre de cycles, oui le Li-ion pourra faire 2 fois plus de cycle @ 50 % qu'à 100 %, mais au final en km ça revient exactement au même, que je fasse 2 x 100 km avec 2 x 50 % ou 1 x 200 km avec 1 x 100 % c'est pareil.
Ce qui est vrai par contre c'est que les décharges <20% tout comme les charges <90% stressent la batterie et l'usent donc très très très faiblement.
Voilà pourquoi, idéalement, il faut utiliser sa batterie entre 20 et 80%. Tout en faisant de temps en temps un cycle de charge complet de <10% à 100% pour équilibrer correctement les cellules.
Mais ça c'est dans l'idéal, et en vrai autant ne pas trop se prendre la tête car, de toutes façons, le temps qui passe est sûrement la première cause d'usure inévitable.
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Message par Léonard le Dim 20 Nov 2016 - 20:27

@BRETON38 a écrit:Pour info, ce type de batterie chargé à 100% de leur capacité sont dangereuses. Toutes les personnes de ce labo sont formées pompiers car elles peuvent exploser toutes seules en stockage, plusieurs jours après sans les manipuler.

Il y a plusieurs types de batteries lithium-ions et certaines sont plus dangereuses que d'autres. Il y a quelques VE qui ont pris feux suite à des chocs, mais cela ne semble plus être le cas des VE actuels.

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