Tunning battery Outlander Phev 19 KWh 86 km en EV

Iniciado por Salvator, Octubre 16, 2016, 08:42:21 PM

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Esparza

6C continuos, la batería según manual de taller entrega 70kW, que tras pérdidas son los famosos 60kW en modo EV. Además he consultado la ficha de las celdas LEV50 que pese a no ser las mismas son muy parecidas y dan curvas de descarga a 300A.

Helyos son dos límites distintos, cada motor eléctrico como máximo entrega 60 kW (82cv) por eso en modo serie no puedes pasar de 164 cv así que no habría problema en tema homologación, aunque si en otro tema que comento ahora en otro mensaje.
Vivan los amperios!!!

Esparza

Acabo de estar un rato haciendo números. Esto es un simple ejercicio de diseño pero creo que puede ser interesante. He tomado como base las medidas del bloque de 8 celdas LEV50 ya que no dispongo de las dimensiones de las LEV40 que quizás sean algo menores.

1-Lo primero es respetar las tensiones para que el BMS siga funcionando, para ello optamos por Li-ion al tener los mismos limites que las celdas actuales (4.2 y 2.8 voltios). El phev tiene 10 módulos de 8 celdas (Imagen 1), haciendo un total de 80 en serie. Este dato también es obligatorio respetarlo. 

2-Tomamos como módulo de trabajo un bloque de 8 celdas considerando sus dimensiones 400*120*175 según las LEV50. En esas dimensiones nos entran con separadores dos "pisos" de 8*20 celdas al estilo de la Imagen 2, teniendo un total de 8s40p en cada módulo. *Tomo las dimensiones con separadores (Imagen 2) para favorecer la refrigeración, no planteo no separar las celdas. **Existe un inconveniente y es que los dos "pisos" darían una altura total de unos 140mm, por lo que estamos 20mm por encima del bloque original, desconozco el margen que existe con la carcasa pero vamos a suponer que podemos salvar esos 20mm

3-En total dispondríamos de 8*40*10=3200 celdas 18650. Esto daría un peso de 3200*0.045=144kg frente a los 1.7*80=136 actuales hablando solo de las celdas, lo cual es perfectamente admisible en la estructura actual. Vamos a realizar los cálculos con 2 celdas distintas:

3.1-Si tomamos como referencia la Panasonic NCR18650B tendriamos: 3200*3.3*3.6=38kWh de capacidad bruta. El precio sería de unos 9500€. Hay que tener en cuenta de que esta celda solo admite descargas a 2C continuos, lo que sería 76kW de potencia, suficiente para las prestaciones actuales del vehículo pero insuficiente si las quisiéramos aumentar. Dejando un 30% de margen de seguridad (que es una burrada) obtenemos 38*0.7=26kWh útiles frente a los 12*0.7=8.4 actuales, así que la autonomia se situaría entre los 100 y los 140 km.

3.2-Tomando la Samsung INR18650-25R tendríamos: 3200*2.5*3.6=28.8 kWh brutos por unos 8800€. Dejando un 30% de margen nos quedan 20kWh que darían para 80-110 km de autonomía.
Esta celda admite descargas a 6-8C continuos, con lo que tendríamos unos 170kW=230cv disponibles, dado que el coche solo puede consumir 120kW=164cv entre ambos motores no habría problema en subir la potencia en modo eléctrico puro al máximo, además el buen sistema de refrigeración ayudaría a ello.


Tras mirar bien los datos del coche existe un fusible de 350 Amperios en la linea de salida de la batería, esto supone unos 100kW de potencia máxima por lo que nunca podremos llegar a los 120 kW que admiten los motores ya que aunque cambiásemos el fusible, el resto de componentes (contactores cables etc) acabaría fallando. Así que la opción Panasonic se queda en unos 70kW=95cv continuos y la Samsung en unos 85kW=115cv continuos tras un 15% de pérdidas.
También existe un fusible a de 70 amperios a la entrada del Chademo, lo que limita a 21kW la potencia de carga.

Todos precios son con datos que he encontrado de celdas que podría comprar esta misma noche y aunque ya son ajustados es posible que se pudiera bajar algo al pedir 3200 celdas.

Insisto en que todo esto es teórico ya que no tengo las dimensiones reales de los bloques que lleva el coche. Como siempre revisar todos los cálculos y cualquier fallo decírmelo.
Que opción os gusta más?

Un saludo!
Vivan los amperios!!!


Greybeard

Esparza, una batería más capaz no va a dar más potencia si no cambias el inversor, y eso ya son palabras mayores. Más autonomía, etc, perfectamente.

El coche funcionaría igual, sólo que llegaría más lejos (y las corrientes máximas, medidas en C's, serían menores)

Algún cachondo del foro del i-MiEV ya ha pasado por ahí. Se compró un i-MiEV siniestrado y montó su batería en el i-MiEV propio (plazas traseras y maletero) montando los dos packs en paralelo.

El coche se comportaba igual a nivel de rendimiento, potencia (eso sí, pesaba más) y lo único remarcable es que el indicador de autonomía marcaba cifras del doble de las habituales (la segunda batería iba sin monitorizar, pero el calculador detectaba que de la batería monitorizada salía mucha menos corriente para mantener la velocidad, por lo que calculaba en base a los nuevos datos)

Ritxi

Cita de: Greybeard en Octubre 19, 2016, 07:17:03 AM
Esparza, una batería más capaz no va a dar más potencia si no cambias el inversor, y eso ya son palabras mayores.

En el caso de los Mitsubishi seguramente es como comentas, pero hay otros fabricantes y modelos de coches eléctricos e híbridos en los que la batería si es un factor limitante. Más concretamente la diferencia entre la potencia pico o pulso de la batería y su potencia contínua, que hace que pasados unos segundos la potencia de todo el sistema de propulsión se resienta.

El ejemplo más típico son los Tesla, en los que la batería es claramente limitante, con unos pulsos muy potentes, pasados los cuales la potencia decae a menos de la mitad de kW. También el motor y el inversor tienen una potencia pico y luego esta se reduce, pero es la batería la más limitante. Su química tipo NCA es la que consigue la mejor densidad energética pero a costa de una potencia limitada.

Otro ejemplo de chiste es el Prius híbrido. Presume de un motor eléctrico de 82 CV, pero la potencia pico de la pequeña batería de 1,3 kWh no llega ni a la mitad y pasados unos segundos apenas es capaz de proporcionar 15 CV. Pero Toyota se cuida mucho de proporcionar estos datos.


mmezo

Cita de: Ritxi en Octubre 19, 2016, 10:31:44 AM
Cita de: Greybeard en Octubre 19, 2016, 07:17:03 AM
Esparza, una batería más capaz no va a dar más potencia si no cambias el inversor, y eso ya son palabras mayores.

En el caso de los Mitsubishi seguramente es como comentas, pero hay otros fabricantes y modelos de coches eléctricos e híbridos en los que la batería si es un factor limitante. Más concretamente la diferencia entre la potencia pico o pulso de la batería y su potencia contínua, que hace que pasados unos segundos la potencia de todo el sistema de propulsión se resienta.

El ejemplo más típico son los Tesla, en los que la batería es claramente limitante, con unos pulsos muy potentes, pasados los cuales la potencia decae a menos de la mitad de kW. También el motor y el inversor tienen una potencia pico y luego esta se reduce, pero es la batería la más limitante. Su química tipo NCA es la que consigue la mejor densidad energética pero a costa de una potencia limitada.

Otro ejemplo de chiste es el Prius híbrido. Presume de un motor eléctrico de 82 CV, pero la potencia pico de la pequeña batería de 1,3 kWh no llega ni a la mitad y pasados unos segundos apenas es capaz de proporcionar 15 CV. Pero Toyota se cuida mucho de proporcionar estos datos.

Lo que pasa es que seguramente la electrónica del controlador del motor regule la entrega de potencia de la batería al motor, para no sobrecargar la batería. Aunque la batería sea capaz de dar más potencia, bien por ser mayor o por ser una química que aguante más "C"s, no creo que haya ninguna diferencia de comportamiento, salvo que se reprograme el controlador del motor.

Lo del Prius es Obvio, con 1,3kWh, ya para dar 15CV son ~11kW, así que estará trabajando a 9C. Si hay baterías que aguantan eso, aunque no las "normales" de EV, pero para dar 82CV (~60kW) tendrían que dar 45C. No creo que haya nada que de esa burrada de contínuo.

Esparza

Greybeard, el Phev es un caso especial, los motores eléctricos y los inversores entregan 120kW, pero la batería solo entrega 60kW, por eso si le pisas más de la mitad de recorrido (más o menos) salta el motor de gasolina acoplado al generador para suministrar los otros 60kW, digamos que el conjunto ICE-generador hace de segunda batería. El cuello de botella en modo eléctrico es claramente la batería.
Si la batería fuera capaz de entregar esos 120kW el coche dispondría de toda la potencia en modo eléctrico sin necesidad de encender el motor térmico en un pisotón. (Esto quitando la limitación que comentaba de 350A).

Me encanta los inventos que hace la gente con el I-miev. Tienes algún enlace para que le pegue un ojo?  ::)
Vivan los amperios!!!

Greybeard

Esparza, la batería puede dar esos 60 kW o 600. Pero es corriente continua y el motor va en alterna.

Entre el motor y la batería está el inversor, y ese va a consumir lo que va a consumir. Voltios por amperios, esa es la potencia que el conjunto batería-inversor va a suministrar al motor.

Así pues, el cuello de botella te lo encontrarías allí.

Sobre lo del i-MiEV "con doble batería" ahora no encuentro el enlace (el buscador es un desastre) pero he encontrado un par de referencias sobre lo que el "valiente" (siai47) hizo:

http://myimiev.com/forum/viewtopic.php?p=20662#p20662
http://myimiev.com/forum/viewtopic.php?p=23784#p23784

Si quieres ver más sobre trastear la batería, aquí había otros, pero no sé en qué quedó la cosa:

http://myimiev.com/forum/viewtopic.php?f=23&t=3074

Saludos,


Ritxi

Cita de: mmezo en Octubre 19, 2016, 12:46:21 PM
Lo que pasa es que seguramente la electrónica del controlador del motor regule la entrega de potencia de la batería al motor, para no sobrecargar la batería. Aunque la batería sea capaz de dar más potencia, bien por ser mayor o por ser una química que aguante más "C"s, no creo que haya ninguna diferencia de comportamiento, salvo que se reprograme el controlador del motor.

La mayoría de los EV,s tienen sistemas que regulan la potencia del motor en función de la temperatura de la batería: pasando de un umbral de tª prefijado limitan rendimientos. Pero el factor controlado es la tª, no la potencia de la batería, por lo menos nunca hasta ahora he leído nada al respecto.

Seguro que hay casos en los que el factor limitante es el inversor o el motor, las potencias pico y las nominales pueden ser diferentes. Pero hay casos en los que la potencia de la batería es la limitante, por ejemplo en uso en circuitos o altas velocidades (demanda continua) o cuando el SOC está por debajo del 20%. En estos casos, con una modificación de la química tendente a reducir la resistencia interna, o, un aumento del tamaño de la batería, mejoran las prestaciones. Ejemplo: la batería de 90 kWh del Model S-X aguanta mucho mejor las prestaciones en circuito que la de 85 kWh a igualdad mecánica: química mejorada y mayor tamaño.

Normalmente los fabricantes de las baterías sólo especifican la potencia máxima de descarga contínua, pero hay excepciones como por ejemplo Samsung 18650-25R http://www.bto.pl/pdf/06248/INR18650-25R.pdf:

* Pulso (máximo)............ 100 A ..... 40 C ..... máximo 1 segundo

* Pulso...........................    50 A ..... 20 C ..... máximo 6 segundos

* Descarga ....................   20 A .....   8 C ..... máximo contínuo



Cita de: Greybeard en Octubre 19, 2016, 02:53:19 PM
Entre el motor y la batería está el inversor, y ese va a consumir lo que va a consumir. Voltios por amperios, esa es la potencia que el conjunto batería-inversor va a suministrar al motor. Así pues, el cuello de botella te lo encontrarías allí.

¿Cómo sabes que es el inversor el factor limitante en el Phev? ¿Viene en alguna parte de la documentación del coche?


Greybeard

Cita de: Ritxi en Octubre 19, 2016, 04:24:24 PM¿Cómo sabes que es el inversor el factor limitante en el Phev? ¿Viene en alguna parte de la documentación del coche?
No, pero tiene que haber un inversor (todos los coches eléctricos funcionan parecido), y tiene unas características definidas (salvo que se pueda reprogramar o modificar de alguna manera)

El otro día estaba enredando por una página de kits, por si me da por electrificar algún clásico. Estos son los controladores que venden:
http://www.evwest.com/catalog/index.php?cPath=1

Supongamos que el coche eléctrico X lleva a bordo este controlador:
http://www.evwest.com/catalog/product_info.php?cPath=1&products_id=293

Tiene una corriente de diseño de 400 amperios. Una tensión admisible de 200 a 425V, pongamos que le metemos una batería de 300 voltios (unas 80 celdas), tenemos una capacidad de consumir (convertir y enviar al motor) 400*300/1000=120 kW (sería la potencia de pico de nuestro montaje, la nominal es de 100 kW).

Y mientras la batería siga siendo de 300 V (tenga la capacidad que tenga), de ahí no puede subir y no puede consumir (convertir) más potencia. Si la subes a 400 V sí, pero te metes en otros jardines...

Vamos, yo así lo veo, pero estoy dispuesto a aprender de quienes me muestren el camino.

Greybeard

#24
Mirando un poco más, de hecho el Outlander PHEV lleva dos inversores, uno detrás y otro delante.







Lo estoy repensando y quizá sí, Esparza tenga razón. Da la impresión de que se podría poner a los dos inversores a trabajar a tope (hackeando de alguna manera el sistema) y generar 60 kW cada uno, 120 kW en total, en eléctrico.

No sé porqué estaba pensando que sólo había un inversor chupando de la batería, y que en modo serie el generador delantero alimentaba directamente al motor eléctrico delantero. Pero ahora creo entender que el generador delantero genera continua (¿y la pone en paralelo a la batería?) básicamente para alimentar al inversor delantero (habría que entender los flujos de energía, no termino de ver claro el significado de las líneas rojas y azules en la zona delantera ¿corriente de carga y de descarga?).

Me lo tengo que estudiar más y mejor.

Ruego que me perdonéis mis idas de olla.  ;)

helyos

vuestras idas de olla???????? esto sí que merece la pena leerlo.
me encantan!!!!! Gracias!!!!!

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rroyo

yo creo que en el caso del PHEV los inversores aguantan toda la potencia, le llegue de la batería o del generador, de hecho yo creo que la corriente siempre llega desde la batería, y el generador cuando se pone en marcha manda la corriente a la batería, que a su vez vuelve a salir directamente sin pasar por los acumuladores, es como cuando un coche normal la corriente del alternador va directa al circuito de 12v. y aunque le quites la batería cuando esta en marcha se mantiene y funciona todo.
entonces cuando hay demanda de potencia se pone el motor en marcha y apoya a la batería para que no salga la corriente toda de la batería.
ahora pregunta para los que conocen mas sobre el coche, alguien ha probado a quedarse sin gasolina, cuando ocurre esto el motor no arranca, lo se por experiencia, en este momento ¿como entrega la potencia?, ¿solo la mitad, o toda si le pisas a fondo?, otra pregunta, cuando arranca el motor, se oye un click de un rele, ¿será este rele el que le da la orden de marcha?, si pudiéramos quitarlo o enseriar un interruptor en la bobina de dicho rele, ¿serviría como funcionamiento EV?.
todo esto se me ha ocurrido ahora mismo escribiendo este comentario, pero puede ser interesante como prueba, o alguien sabe las respuestas.

Esparza

Greybeard eso es lo que te quería decir cuando hablaba de que el ICE-generador es una "segunda batería" en paralelo. La salida final del generador debe ser continua (no tengo claro si la rectifica el inversor delantero o si sale continua ya del bloque generador), por eso es capaz de recargar la batería con el motor térmico. Si al coche le pisas a fondo saca 120kW pero encendiendo el motor térmico, eléctrico puro solo 60kW, por eso hablaba de que se podría subir la potencia en modo EV.
Lo que no he probado es cuanto tiempo entrega 120 kW para ver si o los motores o los inversores se calientan, pero si no se calentaron bajando un puerto de montaña regenerando permanentemente 40-50kW no creo que haya problema. Va todo refrigerado por agua y aceite, os dejo una foto para que lo veáis.


rroyo no tengo claro que esa intensidad pase por el pack, como comentaba antes hay un fusible de 350 Amperios, y 120kW a 300 voltios son 400 Amperios. El contenedor tiene 3 tomas, una salida para el conjunto delantero (generador-motor), otra para el trasero y otra para el Chademo. Creo que la corriente del generador va directa al inversor delantero, es más directo.

En cuanto a lo de gasolina yo he llegado al punto en el que el coche apaga el motor térmico y no te deja pulsar ni "Charge" ni "Save", pero aun queda algo de gasolina y si pisas a tope salta otra vez. El click es el relé de la bomba de combustible, ya que el encargado de arrancar el motor es el generador y ese no lleva relé jajajaja. He leído usuarios en el foro anglosajón que quitan el fusible de la bomba de combustible y al pisarle a tope el coche intenta arrancar pero no lo logra, y solo entrega la mitad de la potencia. Además comentan que al no arrancar te deja bajar la batería del 30% para evitar quedarte tirado. Todo esto por supuesto con el panel de instrumentos lleno de luces como un arbol de navidad ;D ;D

Un saludo!

Vivan los amperios!!!

j2002

Resucito este hilo dos años después ¿Cómo va el mundo del tuning eléctrico? ¿hemos avanzado? Yo considero que hay mercado (o lo habrá), aunque sólo sea aumentando la capacidad de la batería a costa del maletero.

jap1968

Cita de: j2002 en Septiembre 26, 2018, 03:22:02 PM
Resucito este hilo dos años después ¿Cómo va el mundo del tuning eléctrico? ¿hemos avanzado? Yo considero que hay mercado (o lo habrá), aunque sólo sea aumentando la capacidad de la batería a costa del maletero.

También me interesa ese tema. Sería muy interesante conseguir un kit para convertir híbridos convencionales en híbridos enchufables sustituyendo las baterías de NiMH por baterías de litio. Desgraciadamente, ninguno de quienes lo han intentado previamente ha dado con una solución satisfactoria, al menos con los Toyota Prius.