Bon on va revenir sur le sujet du fil: Le Prototype CATHI de Remundo et en profiter pour "critiquer" un peu:
1) Suppression du problème de l'autodécharge et de la métallisation du NiCd (stockant une petite fraction de l'énergie) et bénéfice des hauts rendements des LiFePO4 (stockant la majorité de l'énergie électrochimique).
Oui, Ok
L'autodécharge, ce n'est pas Hyper gênant si le véhicule est utilisé souvent.
Je ne suis pas spécialiste NiCd, mais le problème de métallisation est lié à un usage en extrême de la batterie. La LiFePO a un peu le même style de souci. L’intérêt semble réel, mais bon…
Le NiCd reste bien plus robuste et surtout il vieillit bien mieux que le LiFePO si on l'utilise correctement (la perte de capacité dans le temps ou au cyclage est moins progressive, la perte d'autonomie ne se sent qu'à la fin de vie de l'accu. Le Lifepo perdra plus régulièrement et c'est très gênant pour un VE.
La CATHI telle qu’elle est aujourd’hui (majoritairement NiCd) a majoritairement les inconvénients et avantages du NiCd. Si vous allez vers la config « cible » que vous citez sur votre site, les inconvénients du LiFePO seront plus visibles.
Comme toujours, c’est une histoire de compromis…
2) Suppression du rendement limité de charge/décharge du NiCd (on peut même ne pas charger le pack NiCd) et bénéfice des hauts rendements de déstockage des LiFePO4.
Donc autant mettre que du LiFePO... ça fera plus de rendement. (Je plaisante...)
3) Les surcharges ampériques sont assurées par les batteries NiCad (freinage régénératif ou fortes accélérations), ce qui préserve les LiFePO4
Oui, ça paraîtrait être un des gros avantages du système.
Cependant, la diminution à seulement 50Kg de NiCd que vous proposez tout en augmentant la puissance du moteur (que vous proposez sur votre site) risque de les pousser au delà de leurs limites (ou du moins amoindrir leur durée de vie). Je crois que la Prius a ce style de problèmes. (J’ai ouï-dire que les accus tiennent environ 5 ans, ce qui serait pas terrible pour du NIMH)
En pratique le dimensionnement de la CATHI telle qu'elle est aujourd’hui est très bon. Cependant, en remplaçant les 350Kg de NiCd par du LiFePO, ça triple largement la qté de LiFePO qui vont se partager les surcharges et donc moins s'user. C’est le choix fait par les constructeurs des VE de nouvelle génération. Et en prime ils ont des autonomies qui frolent 200Km, voire plus.
4) Le Nicad assure le déplacement du véhicule par temps froid et réchauffe les LiFePO4 jusqu'à un seuil opérationnel par sa dissipation thermique.
La c'est vraiment le super intérêt du système CATHI! Mais si vous limitez à 50Kg de NiCd, dans certains cas d’utilisation, ça pourrait coincer. Un dispositif de chauffage devra de toute façon être prévu.
5) Forte énergie massique des LiFePO4 (stockant la majorité de l'énergie) et possibilité de surcharge des NiCad (pour une autonomie ponctuellement plus forte).
Sur votre projet CATHI c'est pas évident: 150Kg LiFePo pour 8Kwh et 350Kg de NiCd pour 16.2 Kwh, on voit pas beaucoup de différence!
(Dans la réalité, l'énergie massique du LiFePo est environ 2 x supérieure au NiCd)
6) Les courants débités sont plus modérés sur toutes les batteries, ce qui augmente l'énergie qu'elles restituent (grâce à l'effet Peukert).
Oui, mais c'est vrai aussi en 100% LIFePO (et même mieux, les lithium ont un meilleur rendement). Cette revendication n'est pas logique.
7) Pas de cycles répétitifs pour les Nicad entre une charge complète et une décharge complète : l'effet mémoire des NiCd ne se manifeste plus.
L'effet mémoire du NiCd est un vaste sujet, mais pas forcément gênant en pratique. (L'avez vous constaté à l'usage?)
C'est un phénomène que se produit lorsque on utilise les accus de manière très cyclique et peut être éliminé facilement par un cyclage total de temps en temps. (ça demanderais un chargeur réversible qui finirait la décharge à 19h00 en réinjectant dans le réseau avant de recharger entre 23h et 7h)
L'effet mémoire est souvent confondu avec un autre phénomène qui se produit lorsque on surcharge les NiCd, et qui donne souvent les mêmes effets mais n'a pas les mêmes origines. La tension de fonctionnement chute à 1V mais on peut extraire quand même de l'énergie.
8 ) Equilibrage des packs LiFePO4 sans être perturbé par des charge/décharge assurées par le NiCd : s'il apparaît un déséquilibre grave dans le pack LiFePO4, le véhicule poursuit son chemin avec le NiCad pendant que les packs LiFePO4 s'équilibrent.
Oui, mais il est possible d'équilibrer pendant la charge et je pense que c'est suffisant.
9) Longévité accrue des batteries LiFePO4 qui se chargent et se déchargent à un courant constant prédéfini.
Oui, autre gros intérêt de votre technique.
10) Subdivision du pack LiFePO4 en blocs débitant 15A, selon les conditions de roulage :
a) Descente : 0A,
b) Besoin modéré de puissance : 1 ou quelques blocs LiFePO4 débitent,
c) Besoin maximum de puissance : tous les blocs LiFePO4 débitent.
d) Besoin d'une surpuissance : tous les blocs LiFePO4 et le NiCd débitent
Le mieux serait une adaptation automatique et progressive en live. On consomme en priorité sur le LiFePO jusque au courant nominal souhaité puis on complète avec le NiCd.
11) La batterie NiCd peut rester déchargée de manière à garantir un freinage régénératif lorsque le véhicule stationne en altitude et parcourt une longue descente avant d'avoir besoin de tracter le véhicule avec ses batteries.
Autre gros avantage de votre procédé. En fait les LiFePo doivent être pas mal déchargés pour accepter un courant de charge fort sans risquer de les endommager. Je n'ai pas d'info la dessus mais je suppose que les voitures 100% LiFePO doivent jeter une partie de cette énergie jusque à ce que la batterie soit suffisamment déchargée pour accepter la régénération.
Il y en a qui utilisent des supercondensateurs pour régler ce problème. J’ai quelques doutes sur la perf de ces systèmes.
Cepandant, l'association des deux types de batteries entraine des pertes:
- necessite l'emploi de convertisseurs de puissance
- la moins bonne capacité de stockage des NiCd
- leur moins bon rendement
Au final, le gain risque d'être faible en rapport avec une solution 100 LiFePO.
12) Suppression du poids mort du groupe électrogène avec son caractère amovible pour tous les petits trajets ; très grande autonomie du véhicule avec le groupe ; usages multiples du groupe (cogénération domestique, groupe de chantier, électricité de secours).
Oui Ok, J'espère que votre femme est costaud... ça pèse ce truc.
Pour la cogénération il faudra faire quelques modifications sur votre groupe...
Pour conclure,
Je pense que votre technique est intéressante en l'état de la technique (en config 50Kg NiCd) et devrait améliorer la fiabilité des batteries.
Cepandant, elle necessite plusieurs étages de conversions de puissance supplémentaires, qui couplés au surpoids des accus NiCd moins performants, ajoute une charge significative.
La Cathi actuelle avec 350Kg de NiCd reste un "VE Nicd" mais avec des perfs améliorées. (Bonne mèthode si l'autonomie d'origine est un peu juste et emmène un peu d'economie d'énergie)
Restera à voir les progrés dans la robustesse du LiFePO ou autres configs d'accus performants, pour voir si votre solution présente encore un réel intêret.
Merci Remundo pour nous avoir fait part de vos travaux
Cdlt