Questions à propos du dimensionnement et de la qualité des batteries

[andreaslivet]

Bonjour à tous,

Notre équipe assemble un Vhélio tech intégral et nous travaillons de concert avec l’équipe Vélo solaire pour tous.

De nos discussions ont émergé des questionnements au sujet des batteries utilisées dans le Vhéliotech.
Il s’agit de batteries « Green Cell » de 14.5Ah en 36V.
Leurs avantages c’est qu’elles sont :

• Universelles (elles sont compatibles avec beaucoup de marques)
• Répandues
• Très bon marché

Je me pose tout d’abord une question sur la qualité des cellules utilisées par la marque Green Cell, avez-vous des infos la dessus ? Car, c’est bien de ne pas trop dépenser pour les batteries, mais si elles durent 2X fois moins que d’autres (celulles Pana, Samsung, Lg ou autre…), c’est sans doute dommage.

Autre question : pensez-vous que du 14.5Ah soit suffisant pour un Vhélio qui pèse 85Kg à vide et peut supporter une charge de 200Kg ? Je ne parle pas en terme d’autonomie, le Vhélio à 2 batteries interchangeable pour cela, mais plutôt en terme de longévité de la batterie.
Est-ce ce que ce poids important ne nécessite pas d’avoir une batterie (et un BMS) dimensionné pour cela ?
Pour info, le moteur est un Bafang M400 250W délivrant 750W lors de pic d’utilisation (en côte par exemple).

@davidsorin de notre équipe, qui installe des kit d’électrification de vélo depuis 10 ans pense qu’il faudrait plutôt une 19Ah minimum. Aussi je me permet de demander à la communauté de l’XD pour avoir le plus de retours possibles et ainsi peut-être améliorer la durée de vie des batteries des futurs Vhéliotech.

Merci,
Andréas

[manu928]

Le problème des batteries, c’est que beaucoup de marques ne sont que des revendeurs et s’approvisionnent chez plusieurs fabricants selon les cours et les disponibilités.
Vous aurez (plus ou moins) des engagements sur les prix, mais jamais sur la qualité.

Les grands fabricants commencent à discuter à 100 M€ d’achat par an.

[andreaslivet]

Arf, oui tu veux dire qu’en fait on ne peut jamais savoir quelle référence (marque, type etc.) de cellule est utilisée.
En gros, si on veut s’assurer de la qualité des cellules faut monter sa batterie soit-même ?

[manu928]

Tu peux acheter une référence bien particulière de cellule chez un fabricant donné, mais son contenu va varier au cours du temps.
Idéalement une pile doit commencer à être utilisé moins de 6 mois après sa fabrication et ne pas avoir été stockée à plus de 30°C. Si elle a plus d’un ou ou a dépassé 50°C, elle est bonne pour la poubelle.
Avec des impacts plus ou moins important sur la cristallisation interne, la résistance interne, le comportement en température …
→ Tu ne pourras jamais t’engager sur une durée de vie, ni sur un niveau de performance

La seule solution est d’acheter les batteries chez des gens avec qui vous allez partager un profil d’utilisation et qui vont s’engager contractuellement sur des performances et un taux de défaut.

[andreaslivet]

Ok, donc finalement en tant que « consommateur final » ou « petit assembleur », il n’y a aucune garantie de rien concernant la qualité des cellules ! Bon j’imagine quand même qu’une Panasonic vaut généralement mieux qu’une cellule chinoise de mauvaise qualité.

Sinon question dimensionnement de la batterie tu as des conseils à donner ?

[manu928]

Le premier élément de dimensionnement, c’est l’autonomie que tu veux et les conditions dans lesquelles tu les veux :

• charge maxi ou charge normale
• parcours plat ou avec dénivellé
• température extérieure

un simulateur en ligne : calcul puissance en cyclisme
Il faut considérer 15% de perte entre batterie/chargeur/moteur/transmission
Cela pour un fonctionnement à 20°C
Pour un fonctionnement à 0°C, Le besoin augmente d’environ 25%
Il faut aussi prendre en compte le niveau d’assistance par le moteur électrique.
→ cela c’est le besoin brut.
A ce besoin brut, il faut ajouter 5% à 10% pour compenser la dispersion sur la capacité batterie et sa diminution dans le temps.
Après, c’est un équilibre à trouver entre grosse batterie (chère et lourde) et petite batterie.

dans l’exemple ci-dessous,
il faut 407 Wh pour faire le parcours à 20°C
Si on prends 100% d’assistance et avec le rendement, il faut 478 Wh de batterie
On ajoute 10%, il faut 527 Wh de batterie.
Si la batterie est 24V cela donne 22Ah, 14,5 Ah si la batterie est en 36V

[andreaslivet]

Merci pour le retour,

Je ne connaissais pas ce site, c’est intéressant.
Il me semble en revanche que c’est loin de la réalité. Je ne pense pas qu’on puisse faire 100km en VAE en utilisant exclusivement la puissance du moteur avec une batterie de 14,5Ah.

Ma question au sujet du dimensionnement portait surtout sur l’aspect usure prématurée des batteries lié à un usage trop intensif.
Il y a un indicatif important (il me semble) c’est le « C » qui correspond à la puissance max du moteur par rapport à la capacité de stockage des batteries.
Ex : avec un moteur de 250W et une batterie de 500Wh, on est à 0.5C théorique.

Par contre, comme les moteurs de 250W sont plutôt à 700~750W de puissance lors de pic, je me demandais si un batterie de 500Wh était toujours conseillée pour un vélo lourd (85kg) et qui porterait des charges lourdes (max 200kg). Le moteur du vélo risque d’être très souvent sollicité à son maximum et donc on est plutôt sur du 1,5C constant.

Ne faudrait-il donc pas augmenter la taille de la batterie (peu importe l’autonomie souhaitée) ?

Merci,
Andréas

[manu928]

bonsoir,
Pour un véhicule de 100 kg et 0.4 de SCX, la puissance électrique nécessaire pour rouler à 20 km/h est de 85W.
Vous pouvez seul définir la capacité de batterie qui vous semble nécessaire selon le profil température, profil (côtes, plats …), accélérations/freinage, poids qui vous semble adéquat et le km que vous souhaitez pouvoir faire.

Sur cette pile https://www.farnell.com/datasheets/1445887.pdf
elle peut délivrer un courant permanent de 130mA et un courant en pic de 180 mA.
Pour faire un travail sérieux, il vous faut ce type de valeur.

si vous faites une barrette de 10 piles en série, vous avez une pile de 36V, 13 Wh et qui peut délivrer 130 mA en continu.
Si vous mettez 10 barrettes ensemble, vous avez une pile de 36V, 130 Wh et qui peut délivrer 1,3 A en continu soit 45W.

[gabriel.plassat]

Outil déniché par @nledouarec et réalisé par Gouach pour dimensionner ses batteries :
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[florentsegard]

Pour les véhicules lourds de la catégorie L7, j’ai également un Excel de dimensionnement d’un étudiant qui avait fait son Erasmus en Allemagne dédié sur le sujet.

Sinon vous utilisez quel standard de Batterie ? Lithium-ion ou LiFePO4 ? J’ai l’impression que les premières sont le standard mais que les secondes sont plus durable bien qu’un peu plus lourde.

Le 48V semble être un standard bien que certains fabricants utilisent des tensions plus élevées.

[pierre_vspt]

OZO en vend en 36V, un adhérent chez nous a mis ce modèle sur son Vhéliotech (que j’hésite à appeler comme ça d’ailleurs vu que ça respecte pas notre doc ^^)
https://ozo-electric.com/en/36v/901939-battery-kit-36v-17ah-612wh-diy-lithium-iron-lifepo4-lfp.html
Par contre il n’y a pas de boîtier.
Je ne suis pas expert en la matière je me contente de vous partager son point de vue
D’après lui c’est plus écolo car par de cobalt ni de nickel, ça tiendrait 6x plus de cycles de charge, et ça serait moins dangereux (un assureur nous a dit la même chose sur ce dernier point).
Par contre effectivement elle est plus lourde et également plus volumineuse à capacité égale. Il est aussi plus difficile de connaître son niveau de charge en utilisation.

[nov]

Pour fournir une puissance de 250w, une batterie de 36v et 13 Ah doit débiter 250/36 = ~7 A. Sachant qu’une batterie au lithium est en général capable de fournir aisément 10x sa capacité en courant (le fameux 10C en décharge du monde RC), soit 130 A, les 7 ridicules ampères (5,4% du courant max) ne poseront aucun problème à la batterie. Cette batterie serait d’ailleurs sans souci capable de sortir 750 W en continu, alors les pics d’un moteur 250W c’est les doigts dans le nez.

En espérant avoir répondu à la question « courant max »