Prius Plug-In avec des accus de Prius Nimh & BMS+

planétaire

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...L'histoire n'aura peut-être pas une fin heureuse, mais on y découvre que des packs de Prius 2 se négocient environ 350 Roros ! ... J'essaierai de trouver le temps de lire l'épisode Hollandais, mais ce que j'ai déjà lu me conforte dans mon projet.:wink:

Bon alors j'ouvre cette discussion sur une autre méthode pour transformer une Prius en y rajoutant une ou des batteries Nimh de prius.

Contrairiement au Kit Enginer qui utilise des accus au Lithium qui sont vidés "constamment" dans la batterie Nimh de la Prius, ici il y a plusieurs batteries Nimh de même caractéristiques en parallèle.
Et quand je dis en parallèle, c'est sans aucun élément entre elles (enfin un fusible serait le minimum quand même). Pas de contacteur ni élément électronique.

Là on est en haute tension, plus de 200Volts continus. Seuls ceux qui connaissent les précautions et dangers peuvent se permettre d'intervenir.

Si on ne fait que cela on va environ tripler la distance, ce qui est trop peu. J'avais bien fait 4km sur du plat à faible vitesse avec une excursion de 35%, soit ici 12km avec cette même excursion. Ca reste trop faible.

Alors
-Les accus seront chargés et ils seront utilisés non pas à 40-50% d'excursion de charge mais jusqu'à 75%. Il est conseillé de mettre au moins 2 batteries supplémentaires, soit 30-35 kg chacune et plus d'accus serait plus lourd et en porte à faux à l'arrière.
-C'est là qu'intervient la carte électronique BMS+ qui va faire croire à l'Ecu de la Prius qu'elle a un pourcentage de charge qui n'est pas le vrai.
Les accus peuvent alors être chargés jusqu'à près de 90%-95% avec un chargeur intelligent, avec des capteurs de température, enfin avec des précautions capitales comme vu dans la discussion sur priuschat, cela peut finir en explosion d'un accu !
Ils seront déchargés jusqu'à un mini de 20%.
Au final 75% de 3x1310Wh cela fait presque 3kWh utilisables avec des accus pas trop vieux et à des températures qu'ils aiment.
Soit par exemple 3000/135=22 km pour une conso de type cycle mixte normalisé. (C'est théorique)

Une des bonnes idées est qu'ayant 3 accus en parallèle chacun ne verra qu'environ le tiers de l'intensité. Ils vieilliront donc moins et on peut alors les décharger plus sans les vieillir plus vite.

Par rapport au kit Enginer:
Avantages
-on peut rouler en Ev en continu. La vitesse dépend de ce que le Hsd accepte comme décharge. C'est au moins 60A (et ici c'est 3x20A) soit 13kW, de quoi dépasser le 90 km/h.
-On peut récupérer plus d'énergie dans les grandes descentes. Au maxi au lieu de 650 Wh c'est 3000 Wh.
-Pas d'électronique de puissance qui peut lâcher brutalement.
Inconvénients
-On est en 200V sur plus de conducteurs. Il faut être parfaitement et à tout moment maitre de ses gestes lors de l'installation des accus.
-Energie embarquée plus faible à poids identique
-pas utilisable sur une P3
-il faut trouver deux accus de Prius d'occasion en bon état. Les 350€ c'est aux US. Il faut rajouter autant pour le transport si acheté là-bas.
-Risque très sérieux d'explosion si recharge mal maitrisée. Il faut probablement recharger séparément les 3 accus pour que les chargeurs (dixit Croco78 ) puissent surveiller le moment où chacun des accus va baisser de tension en fin de charge. (Delta V) Ou les charger à tour de rôle si on n'a qu'un seul chargeur.
-Risque que les accus d'occasion lâchent prématurément, leur vécu n'est pas connu.

Point commun avec le kit Enginer: Assurance Auto, Garantie hybride, légistations sur le transport à bord d'énergie électrique.
On n'a "que" 3 kWh à recharger. Ce qui ne réclame pas d'installation électrique de forte puissance. 16A en 230v suffisent. On peut même recharger rapidement, par exemple dans la journée, si on ventile et surveille correctement les accus. En une heure (si décharge complète de 75%) en 16A, sous réserve de vérifier les aspects thermiques.

A+ ;-)
 

Prius26

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Bien vu

Ca me donne de l'urticaire de penser que je pourrais faire exploser ma prius à la recharge.
Beaucoup trop de parramètres de dangerosité dans cet exercice.
Pas pour moi si rien n'est automatisé avec sécurité idoine.

Mais c'est en cherchant des voies que l'on en découvre d'autre, alors courrage et merci
 

tino_ale

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Une des bonnes idées est qu'ayant 3 accus en parallèle chacun ne verra qu'environ le tiers de l'intensité. Ils vieilliront donc moins et on peut alors les décharger plus sans les vieillir plus vite.

Certes chaque pack sera moins sollicitée, étant branchées en parallèle.

Par contre, je trouve que c'est un postulat énorme que de dire que ça compensera le fait de les charger/décharger beaucoup plus "loin" que d'origine (plage de charge-décharge).

Les intensités de charge/décharge et les plages de charges sont tous deux des paramètres qui influent sur la durée de vie d'une batterie, mais les équivalences restent à quantifier.
 

planétaire

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Il ne faut pas être impressionné par la plage 95 à 20%
Actuellement les mesures faites par Pont Vert et moi même ont varié entre 85% à 30% avec des Prius standard. Norman, le père du Canview a une discussion sur son site au sujet des limites actuelles des % de charge maxi et mini. Il mentionne une ancienne Prius qui avait un chargeur HT à partir de la 12v. Elle a failli être plug-in !

Par contre ce qui est important est l'intensité divisée par 3. C'est pas négligeable. Cela va avoir deux conséquences fort intéressantes, en plus de la capacité et de l'autonomie:
-beaucoup moins d'échauffement. A même charge ou décharge on a 3 fois moins de pertes thermiques (Résistance interne divisée par 3) réparties sur 3 fois plus d'accus : 9 fois moins d'échauffements sur chacun.
-Plus de récupération aux ralentissements: trois fois moins de pertes lors de cette phase.

A l'inverse le pack d'accus sera plus cyclé puisque chargé et rechargé en externe et sur un plage plus grande.

Mais il est impossible de définir la "durée" de vie d'un pack. Elle varie beaucoup selon le conducteur. Longue avec un hypermileur, faible avec un conducteur qui l'utiliserait sans cesse, comme certains qui étaient convaincus qu'il y avait intérêt à l'utiliser au max en ville.

A+ ;-)
 

Profburp

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Bon alors j'ouvre cette discussion sur une autre méthode pour transformer une Prius en y rajoutant une ou des batteries Nimh de prius.
Si la transformation était aussi simple que cela, tu ne penses pas que, la demande existant, Toyota aurait depuis longtemps modifié la Prius ou rajouté l'option à son catalogue?
 

yoyo59

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Personne n'a dit que c'était simple.

C'est juste possible ...
 

planétaire

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Effectivement ce n'est pas simple à installer. Cette formule est plus compliquée à installer que le Kit Enginer. Il y a une dérivation sur le bus batterie, et plus de cablage HT. Mais chacune a ses avantages et inconvénients.

Pourquoi Toyota ne l'a pas commercialisé ?
-Il y a un soucis de charge utile. La P2 accepte 400 kg et 5 personnes. Si on installe un kit de disons 75kg, ça ne fait plus que 4 personnes. Donc problème dans un but comercial.
Pour un particulier, s'il a prévu de pouvoir déposer les accus supplémentaires, il peut choisir pour, par exemple partir en vacances voiture chargée, de les déposer.
-Toyota a permis à Edf d'utiliser des P2 justement équipées d'une deuxième batterie Nimh. Mais une seule supplémentaire je trouve que c'est insuffsant au niveau autonomie.
-Quand à la demande, quelle est-elle ? Chez Toy j'avais lu un entretien d'un dirigeant qui disait ne pas y croire, marché trop restreint. Mais ce marché dépend du prix de commercialisation ...
-Et pourquoi modifier la P2 alors qu'ils étaient en parallèle en train de concevoir la P3 ?

En résumé pour Toy c'est un problème commercial, techniquement il y en a qui circulent, la plus proche étant en Hollande.
Mais peut-être y as-t-il un problème d'homologation ?
Je me demande toujours pourquoi les P2 et même les P3 ne sont pas en type EE sur le certificat ??

A+ ;-)
 

croco78

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La batterie de la Prius2 est constituée de 168 éléments en série répartis en 28 blocs de 6 éléments.

Dans le meilleur des mondes, les 168 éléments sont parfaitement identiques et la tension de la batterie est égale à 168 fois la tension aux bornes de chaque élément.

Si on se procure deux batteries supplémentaires avec les mêmes caractéristiques idéales, on peut mettre les 3 batteries en parallèle et l'ensemble sera équivalent à une batterie de capacité triple.

A celà près que si un seul des 504 éléments diverge du reste (court circuit, surcharge, inversion), le reste de la batterie concernée va naturellement se surcharger en prélevant le courant sur les autres batteries (connectées en permanence). Comme la surcharge échauffe naturellement la batterie et diminue sa tension, on imagine facilement que le mécanisme de destruction va s'amplifier en l'absence de sécurités.

La batterie d'origine est équipée d'un ECU qui contrôle la tension de chacun des 28 blocs. C'est ce dispositif qui permet de détecter une anomalie d'une fraction de volt consécutive à un élément trop chargé ou trop déchargé.

Ensuite, il y a une mesure du courant entrant et sortant qui permet une évaluation rapide de l'état de charge (SOC).

Enfin, il y a des capteurs de température pour commander la ventilation voire couper le courant.

Si on veut connecter 2 batteries en parallèle sur celle d'origine sans trop prendre de risques, il faut les équiper comme la batterie d'origine avec un ECU pour contrôler leur SOC et commander non pas le HSD mais un relais d'isolation. Ce relais permettra également d'isoler chacune des batteries à l'arrêt ou en cas de surchauffe.

L'important est que la sécurité soit redondante.

C'est plus compliqué que de prélever deux batteries nues et de les mettre en parallèle sur celle d'origine, mais il n'y a pas d'électronique de puissance hormis les relais d'isolation qui équipent la batterie d'origine (et sont donc récupérables sur les batteries de récupération).

Perso, ça ne m'emballe pas trop d'intégrer des batteries qui risquent d'avoir subi des chocs violents et ça fait trois batteries à gérer au lieu d'une pour la recharge secteur.

Une autre solution plus sûre et plus simple consiste à remplacer la batterie d'origine par une batterie NimH de la capacité recherchée constituée de 168 éléments (neufs de préférence) et un piquage de tension tous les 6 éléments.

http://www.saftbatteries.com/doc/Do...00XP.77f1cecd-7f2e-45b4-8ee9-85d8005f08ff.pdf

On relie le tout aux périphériques du boitier de batterie d'origine, on trompe le BMS et picétou.
 

Perseus

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Je me demande toujours pourquoi les P2 et même les P3 ne sont pas en type EE sur le certificat ??

A+ ;-)

Peut-etre qu'ils estiment que l'hybridité de la prius ne compte pas, du fait que l'electricité qu'elle utilise n'a pas été vendu et donc taxé de manière directe par l'état français, problème fiscal et non commercial cette fois ? :)
 

planétaire

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...La batterie d'origine est équipée d'un ECU qui contrôle la tension de chacun des 28 blocs. C'est ce dispositif qui permet de détecter une anomalie d'une fraction de volt consécutive à un élément trop chargé ou trop déchargé...

Je pense que sur la Prius c'est par 14,4v (Soit 12 éléments) que se fait le contrôle, donc 14 mesures de tension comparées entre-elles.

Si on veut connecter 2 batteries en parallèle sur celle d'origine sans trop prendre de risques, il faut les équiper comme la batterie d'origine avec un ECU pour contrôler leur SOC et commander non pas le HSD mais un relais d'isolation. Ce relais permettra également d'isoler chacune des batteries à l'arrêt ou en cas de surchauffe.
Dans le système Bms+ et Monitor + on dispose des 14 tensions sur chaque pack d'accu ajouté ainsi que du courant entrant/sortant (donc d'un Soc dynamique) ainsi que des températures.
Monitor+ envoie ces infos sur le bus can en plus des Pid normaux et là il n'y plus qu'à exploiter avec soit Canview soit une prog sur un Pc.

Une autre solution plus sûre et plus simple consiste à remplacer la batterie d'origine par une batterie NimH de la capacité recherchée constituée de 168 éléments (neufs de préférence) et un piquage de tension tous les 6 éléments.

http://www.saftbatteries.com/doc/Do...00XP.77f1cecd-7f2e-45b4-8ee9-85d8005f08ff.pdf

On relie le tout aux périphériques du boitier de batterie d'origine, on trompe le BMS et picétou.

Excellente solution sur le plan technique, simple, compacte. Mais sur le plan financier c'est très cher chez Saft. Le modèle 9,5 Ah plus petit est à 26€ pièce soit 4368€.
En 16Ah un probable 6500-7000€ !!

Dans l'idée de retirer la batterie Nimh d'origine entièrement, autant mettre du Lithium. Le rapport énergie/poids est bien plus intéressant, le rendement et le prix aussi.
On peut conserver la mesure du courant, des températures par l'ecu d'une batterie de Prius avec utilisation du ventilo comme avant. Seules les mesures de tensions sont à fournir artificiellement, ce qui est facile.
Dans cette formule on a des vrais bms sur chaque élément d'accu qui empêchent en permanence des différences de tension entre élements.
Bien sûr il faut mettre le "bms+" pour maintenir le Soc longtemps à 75%.

A+ ;-)
 

JPEcolo

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Prius 2 ''lounge'' :)
Les frais engagés pour la modif de mam'zelle Nikki s'élèvent à :

"CAN-View - £295 GBP
BMS Plus - £200 GBP
Battery 1 - £240 GBP
Battery 2 - £230 GBP
Charger - £560 GBP
Additional wing for charging socket - £20
Spare fuel filler mechanism to install on wing - Free with battery 1.

Total cost thus far: £1546 GBP! "

Soit 1769 €.

Les batteries supplémentaires de Prius on été achetées dans deux casses dans les Cornouailles et le Norfolk, un peu comme si un Toulousaing allait chercher un pack au Pays Basque, et un autre en Isère, voire en Alsace :neutral:

Si on tient compte du fait que toutes les batteries dans les casses risquent de ne pas être dans un excellent état, et de la nécessité d'ajouter quelques composants de protection à cette installation, je comprends pourquoi les kit de conversion peuvent sembler compétitifs. :hum:

Pour ma part, je vais approfondir coté kit complet, quitte à perdre la capacité supplémentaire de stockage d'énergie récupérée au frein moteur.
 

croco78

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Dans l'idée de retirer la batterie Nimh d'origine entièrement, autant mettre du Lithium. Le rapport énergie/poids est bien plus intéressant, le rendement et le prix aussi.

A+ ;-)

Je pensais que le lithium restait plus cher que le NimH pour l'instant à puissance équivalente.

Il y a effectivement des batteries chinoises à prix bradés, mais j'hésiterais à en remplir le coffre pour l'instant.

Pour en revenir au montage avec batteries de Prius, comment font-ils pour contrôler la charge sur secteur de la batterie d'origine dont le BMS est alimenté par le contact de la Prius: ils la laissent sur "ready" toute la nuit?
 

planétaire

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Ce que j'ai retenu sur Priuschat: Lorsqu'ils rechargent les 3 accus, ils sont en parallèle, Prius sur off. Ils ont accès directement aux accus les 3 relais HT de la Prius sont ouverts. :oops:
Cette mise en // est une des causes de pb de charge. Il y a forcément un des 3 accus qui est chargé avant les autres alors que le chargeur ne détectera la fin de charge que plus tard.
C'est pourquoi il faut rajouter des sondes de température pour couper avant. Car si la différence entre accus est trop forte :evil:
Certains ont aussi une minuterie.

Je ne parle pas trop de bms pour la Nimh pour distinguer une "simple" surveillance de tension, intensité et température d'un dispositif qui régule les tensions en vidant les éléments les + chargés. Il n'y a pas, d'après tout ce que j'ai lu, sur la Prius une telle régulation.
Donc l'Ecu_des_accus lit les 14 tensions et le courant. C'est aussi probablement cette Ecu qui conserve le % de charge (Soc), c'est elle qui émet le pid qui le contient.

Le Soc de la Prius est évalué ainsi: calculé dynamiquement en comptant les Wh (edit : voir le message de Croco, Ah et pas Wh) entrant et sortant (et sans doute en tenant compte des pertes dûes à la résistance interne recalculée en permanence de l'ordre de 0,3 ohms (*)), il est réévalué quand la tension dépasse 240v. En effet cette tension correspond à une région de la courbe tension fonction du % de charge où le tension remonte, contrairement à la zone centrale relativement plate. A cet endroit la tension change plus vite permettant une précision d'évalution suffisante.
Ce 240v est, à ce qu'on lit sur Priuschat, une des "astuces" des kit plug-in pour permettre à la Prius d'accepter cette énergie dans ses différents contrôles de vraissemblance qui peuvent générer des erreurs dtc.

Sur la P2 la tension varie de 190 à 270v brièvement, sur les relevés que j'ai effectués.

A+ ;-)

(*) J'ai constaté entre 0,29 et 0,35 ohms sur plusieurs Prius, avec un Soc de l'ordre de 60-65%. Les prius ne sont donc pas égales.
 
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croco78

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le Soc de la Prius est évalué ainsi: calculé dynamiquement en comptant les Wh entrant et sortant (et sans doute en tenant compte des pertes dûes à la résistance interne recalculée en permanence de l'ordre de 0,3 ohms (*)), il est réévalué quand la tension dépasse 240v.

L'évaluation dynamique du SOC se fait plutôt par le détecteur de courant placé en série avec la batterie qui comptabilise les ampères entrants et sortants.

Tant que le SOC n'est pas trop élevé, le rendement en courant est quasi de 100% et n'est pas affecté par la résistance interne ce qui donne une évaluation assez précise à court terme du SOC même avec des courants importants dans les deux sens.

Périodiquement, il faut recaler le SOC par une mesure de la tension à vide de la batterie.
 
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dammms

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les kit Prius produits par A123

A123 semble avoir découvert le moyen de produire des batterie lithium ION très efficaces depuis 2002 mais il à cette époque les constructeur n'était pas encore intéressés, ils se sont donc concentrés à l'époque sur d'autres marchés. Mais aujourd'hui la donne à changée :

Kit plug-in prius:

http://www.a123systems.com/a123/products

:cool:
 

tino_ale

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Ce n'est pas nouveau. Le problème des A123 (qui possèdent certaines très grosse qualités cependant) est la densité énergétique relativement faible.
 

planétaire

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A123

Concernant la densité énergétique, pour des Lifepo4, je ne connais pas mieux que les derniers A123 en poche:

[table="head"]Marque | Modèle | Dimensions | Masse | Energie massique Wh/kg | Energie volumique Wh/l
A123 | 2,3Ah | 26x65 | 70 | 108 | 192
A123 | 20Ah | 7x160x225 | 465 | 141 | 261
Tenergy | 20Ah | 7x175x245 | 549 | 116 | 213
Real Force | 10Ah | 10x80x225 | 300 | 106 | 177
Thundersky | 40Ah | 46x116x183 | 1500 | 85 | 131
[/table]

Ce sont tous des lithium phosphate, donc pas de risque d'explosion.

(pour les A123 2,3Ah le volume retenu est le parallélépipède dans lequel ce cylindre est inscrit.
Il est possible de superposer ces accus avec des rangées de nombre pair et impair, ce qui réduit le volume occupé)

Les Real Force et Thundersky sont utilisés dans les kit enginer.
 

tino_ale

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Cette forme est nouvelle pour moi, j'étais resté sur les M1 (première ligne de ton tableau) !

Pour le coup ça devient impressionnant! mais reste le prix... Sur ce dernier point, vu l'arrivée des véhicules électriques et les enjeux économiques faramineux qu'ils représentent, je suis assez confiant sur une baisse significative et régulière.
 

planétaire

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En prix public, on a pu les voir à 60 € pièce sur ebay en france. :evanoui:
Mais au vu des autres caractéristiques dont le nombre de cycles :ouioui:
 
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