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MessagePublié: 18 Déc 2011, 17:13 
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Bonjour à tous les Oléocéniens,

En cette veille de Noël, je vous souhaite d'excellentes fêtes de fin d'année, et le moment est venu de créer un sujet sur le projet CATHI.

Image

La Camionnette Automotrice à Triple Hybridation Intégrée (CATHI), est un développement initié par Sycomoreen depuis novembre 2010, qui d'ores et déjà répond pleinement aux besoins d'électromobilité et optionnellement d'hybridation responsables dans les transports.

CATHI a fêté son premier anniversaire avec plus de 10 000 km parcourus et une consommation électrique 100% EnR.

Ce topic va vous permettre de suivre l'histoire de ce concept et de cette réalisation originale uniques au monde.

Remundo pour Sycomoreen

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 17:16 
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La génèse de CATHI

Pour commencer, le choix s'est porté sur l'adaptation d'un Citroën Berlingo Electrique

Image
Documentation pdf technique complète,

Ce véhicule de la gamme PSA au Nickel Cadmium a été développé dans les années 1990 et 2000. Son électronique de puissance est signée SAGEM. Il s'agit pour résumer d'un hacheur de traction réversible en courant.

Cette plate-forme très robuste, pas trop sophistiquée et dotée de batteries Nicad à la fiabilité reconnue était idéale pour le projet CATHI.

En effet, le concept CATHI repose sur la triple hybridation, à savoir :
- Un pack de batteries Nickel Cadmium
- Un pack de batteries Lithium Fer Phosphate
- Un prolongateur thermique par groupe électrogène (optionnel)

Avec des variantes possibles sur le choix de batterie et de groupe électrogène.

Cette triple hybridation permet d'obtenir un fonctionnement fiable et souple du véhicule en s'appuyant sur les atouts de chaque source d'énergie tout en effaçant leurs inconvénients.

Pour obtenir ce résultat, il a fallu concevoir une architecture intégrant harmonieusement cette triple hybridation :

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 17:18 
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Choix de batteries et du groupe électrogène

Le pack de Batteries Lithium Fer Phosphate (LiFePO4) est constitué de 2 systèmes 4 kWh produits par Enginer.US intégrant chacun un chargeur de 1300 VA et un contrôleur de batteries BMS (batteries managing system)

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Note : Ces kits "Enginer" sont au départ prévus pour renforcer le pack électrique des Toyota Prius. Cependant, ils s'avèrent complètement compatibles avec le pack Nicad des Berlingo Partner, et même Kangoo électriques.

Les batteries LiFePO4 possèdent une bonne densité énergétique et une bonne stabilité électrochimique. Elles sont néanmoins sensibles aux surtensions, sous-tensions et courants élevés qui leur causent des dégâts irréversibles (d'où nécessité d'un BMS et de ne pas régénérer ou accélérer vivement).

L'hybridation thermique est un groupe électrogène amovible qui se branche directement sur les chargeurs LiFePO4. Le modèle retenu est un Gényx Energy 3000 Hi.

Image

C'est un groupe Inverter assez léger (35 kg sans carburant) qui fournit 2600W nominal : 12 A sous 220V, soit exactement les besoins cumulés des 2 chargeurs LiFePO4. Il peut emporter 14L d'essence et fournir ainsi 15 kWh électriques aux 2 kits LiFePO4 pendant une durée de 6h environ.

15 kWh électrique représentent à peu près 80 km pour le Berlingo.

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Dernière édition par Remundo le 18 Déc 2011, 17:47, édité 1 fois au total.

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 17:41 
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Citer:
14L d'essence et fournir ainsi 15 kWh électriques

ça fait pas un rendement bien terrible ça.
Sachant qu'il vous reste encore la conversion vers la batterie, rendement stockage / déstockage, rendement du survolteur, rendement de l'onduleur du moteur, du moteur lui même...

ça doit pas être beaucoup mieux qu'une hybride du commerce.

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 17:59 
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Remundo a écrit:
14L d'essence et fournir ainsi 15 kWh électriques, 15 kWh électrique représentent à peu près 80 km pour le Berlingo.
Pas loin de 20 litres au cent, belle performance, un bon vieux thermique avec un rendement déplorable consommera lui, trois fois moins.

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 18:19 
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Salut les Copains,

Je n'ai jamais prétendu faire des records de consommation d'essence avec mon groupe électrogène qui n'est pas optimisé pour cet usage... Les critères de conception ont été de privilégier l'usage 100% électrique et ponctuellement d'avoir
- 80 km de plus
- une compatibilité avec les 2 kits LiFePO4
- une masse limitée
avec l'emport optionnel de cet appareil.

Ô sinon, cela fait
15L x 0.8 x 35MJ/kg = 116 kWh thermiques
15 kWh électriques extraits
=> un rendement de 13%,

Et l'on reste autour de 10% même après les conversions (80% de 13% = 10.4%).

C'est même du ordre que les millions de conducteurs dans les bouchons urbains où 3/4 de l'essence/Diesel est gaspillé, heu pardon, consommé... Mais sans doute que CATHI serait en 100% électrique dans ce cas. :-k

Par contre, je vous propose de développer votre propre véhicule en remplaçant le Gényx par un 3 cylindres à injection directe de 10 kW asservi à pleine charge et mi-régime : ceci devrait monter le rendement électrogène à 25% et vous faire environ 5L/100 km d'essence et 3L/100 km de Diesel.

C'est toujours un plaisir de discuter sur Oléocène. :smt111

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 18:29 
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Remundo a écrit:
C'est même du ordre que les millions de conducteurs dans les bouchons urbains où 3/4 de l'essence/Diesel est gaspillé, heu pardon, consommé... Mais sans doute que CATHI serait en 100% électrique dans ce cas. :-k

Faut pas pousser non plus, même avec une proportion de bouchons urbains non négligeable, un Berlingo Thermique ordinaire ne fait jamais du 19 litres au cent, sur un plein très loin de là. En moyennant sur un plein et en ne faisant que de la ville et du périurbain, c'est pas plus de 7 litres au cent.

J'ai eu l'occasion de conduire un Kangoo de 2001 électrique avec un peu de bouchon sur 70 Km aller-retour, il ne restait que 12% de charge à la fin du périple, fort agréable certes, mais je ne l'ai pas acheté pour autant quand il fut proposé à la vente.

Remundo a écrit:
Par contre, je vous propose de développer votre propre véhicule en remplaçant le Gényx par un 3 cylindres à injection directe de 10 kW asservi à pleine charge et mi-régime : ceci devrait monter le rendement électrogène à 25% et vous faire environ ?5L/100 km d'essence et 3L/100 km de Diesel.
Bien sûr, c'est a se demander pourquoi personne ne le fait ? Aurais tu la réponse ?

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 21:51 
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Je comparais juste avec une hybride "classique". Mais Ok si cette voiture est destinée à faire des petits parcours, on peut de temps en temps etre moins bon pour des extras je vous l'accorde (ça ne change rien à l'interêt d'un tel véhicule).

Par contre je ne connais pas bien le LiFePO4. J'ai une trés mauvaise image des accus au lithium en général. Si les piles ont une longévité exceptionnelle, les accus c'est un vrai désastre. ça viellit même quand on s'en sert pas. (Et c'est pire quand on s'en sert). La durée de vie opérationnelle ne dépasse guère 4 ans.

Perso j'ai acheté un vélo électrique avec des LiMn. Je me suis laissé convaincre car c'est censé être plus robuste que les LiPo. Bilan, au bout de 6 mois, je ressent déja une perte de capacité. Un collègue qui a acheté un scoot électrique a le même problème.

Un accu Nicd bien entretenu c'est 15ans minimum. Et ils ne perdent pas beaucoup de capacité pendant les 2/3 de sa vie.

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MessagePublié: 18 Déc 2011, 23:51 
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Herv12 a écrit:
Je comparais juste avec une hybride "classique". Mais Ok si cette voiture est destinée à faire des petits parcours, on peut de temps en temps etre moins bon pour des extras je vous l'accorde (ça ne change rien à l'interêt d'un tel véhicule).

Et voilà, vous avez tout compris :idea:

Concernant les accus au Lithium, il y en a plusieurs types et ils sont tous fragiles. Néanmoins s'ils sont bien utilisés, ils remplissent leur travail vaillamment, mais ce sont des douillets : pas de tension trop haute, pas de tension trop basse, doucement sur le courant tant en charge qu'en décharge, et attention à l'échauffement (ne pas hésiter à ventiler), toujours bien équilibrer les différentes accus d'un pack.

Parmi la famille Lithium, le LiFePO4 est le plus robuste, mais en comparaison des NiCad, il fait figure de gringalet.

A énergie donnée, le Nicad, c'est un cheval de trait (robuste et lourd, répond à des sollicitations très dures en tension/courant), le LiFePO4, un pur sang (sensible et léger, subit des altérations irréversibles si "bousculé"). C'est pourquoi il faut hybrider ces deux types d'accumulateurs pour leurs avantages complémentaires qui parviennent à effacer leurs défauts.

Par rapport à votre vélo ou scooter, souvent la batterie Lithium est sous-dimensionnée, ou bien les chargeurs / BMS sont Low Cost. La perte de capacité peut alors avoir 2 origines:
- soit c'est un simple déséquilibrage : dans ce cas, rééquilibrer toutes les batteries à la main par une charge à très faible courant jusqu'à une tension de consigne
- soit c'est une altération irréversible à la suite d'un usage hors de la zone de fonctionnement des accus Lithium.

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MessagePublié: 19 Déc 2011, 11:18 
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Câblage de l'habitacle vers le bornier de puissance

La première opération fut la pose :
- d'un câble noir 2G16mm²
- d'un câble blanc 3G2,5mm²

Image

Le câble noir porte la puissance DC (continue) sous environ 160V et 30A lorsque les 2 kits LiFePO4 injectent (véhicule roulant).

Ce câble pourrait porter un courant continu plus puissant, jusqu'à 100A sous 160V, par exemple produit d'une génératrice DC de 16kW :
1) soit à des fins de recharge rapide sur une prise de forte puissance,
2) soit en "heavy hybrid", c'est à dire que l'hybridation thermique deviendrait prépondérante.


Le câble blanc permet de récupérer du AC220V50Hz dans le bornier SAGEM pour recharger les LiFePO4 (véhicule à l'arrêt). Il comporte un neutre, une phase et le fil de terre. La recharge des 2 kits soutire environ 11A sous 220V AC, 50Hz.

Image

Les câbles cheminent au pied de la porte AV droite, puis dans le passage de roue

Image

pour déboucher dans le compartiment moteur

Image

Ci-dessous le véhicule en cours d'adaptation, avec les fusibles dégraffés.

Image

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MessagePublié: 19 Déc 2011, 19:31 
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Remundo a écrit:
Par rapport à votre vélo ou scooter, souvent la batterie Lithium est sous-dimensionnée, ou bien les chargeurs / BMS sont Low Cost. La perte de capacité peut alors avoir 2 origines:
- soit c'est un simple déséquilibrage : dans ce cas, rééquilibrer toutes les batteries à la main par une charge à très faible courant jusqu'à une tension de consigne
- soit c'est une altération irréversible à la suite d'un usage hors de la zone de fonctionnement des accus Lithium.


En fait pour mon vélo, c'est un ensemble Panasonic (donc à priori de bonne qualité). Je ne l'ai pas démonté pour voir s'ils ont mis un équilibrage de charge car c'est encore sous garantie mais c'est fort probable sur une batterie de cette taille. Les LiMn sont censés etre robuste sur un fonctionnement à cycle complet. Bon aprés chez moi, ça penche, si j'ai acheté un VAE, c'est pour qu'il m'aide à monter les côtes plus vite donc je lui fait pas de cadeaux.

Mon collegue a un Scoot Matra. C'est la même techno de batterie.

Par contre ce qui est sur, c'est que ces batteries n'aiment pas le froid. Quand il gèle ça sort plus grand chose.

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MessagePublié: 19 Déc 2011, 19:55 
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Bonjour ,je vous lis depuis un bon bout de temps et la réalisation de remundo me fait réagir :

j'espère que tu comptes ajouter un passe câble ou une protection sur tes câbles au niveau de la tôle percée en entrée de compartiment moteur sinon feu d'artifice assuré dans quelques milliers de kms :shock: :shock: :shock:


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MessagePublié: 19 Déc 2011, 20:21 
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oui Hervé ; j'ai oublié de vous signaler aussi, les Lithium apprécient peu le froid: ça fait baisser leur tension et ils restituent moins d'énergie... Les Ah sont délivrés avec une tension mollassonne.

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MessagePublié: 19 Déc 2011, 20:28 
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Perso, j'ai pas encore essayé mais je l'ai lu sur des formums de velo. Ils conseillent de prendre la batterie au bureau pour la garder au chaud sinon plus de moteur pour rentrer!.

Par contre, ou avez vous dégotté cette voiture?
Si c'est pas indiscret, vous avez fait une affaire?

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MessagePublié: 19 Déc 2011, 21:10 
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Bonsoir Hervé,

J'ai acheté cette voiture dans l'Orléanais.

C'est une "ancienne" de chez EDF revendue à un vendeur intermédiaire ; selon lui, elle servait de camionnette de service dans le site d'une centrale nucléaire... Dans le coin, il y a Belleville, Dampierre et Saint Laurent :mrgreen:

La totalité du matériel a coûté environ 15 000 € répartis ainsi :
- véhicule 7500€
- LiFePO4 7000€
- Groupe électrogène 500€

Cette voiture est plus utile maintenant (j'ai fait en un an autant de km qu'elle en a fait de 2003 à 2010) \:D/
et beaucoup mieux rechargée (avec de l'énergie solaire... :-$ )

@+

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