Renovacion de bateria Fluence a 45 kWh

[alameda25]

Como comenté en otro post, cuando el SoH de mi Fluence bajó del 60%, aún con una capacidad superior a los 10 Kwh, suficiente para ir a trabajar y moverme por la ciudad, por "mi seguridad" el software del coche deshabilitó la programación de velocidad y posteriormente al bajar de 50% limitó la potencia suministrada al motor a 20 KW, sólo suficiente para circular en llano o a velocidades por debajo de los 70 Km/h.
Tras sufrir este estado de cosas durante 3 o 4 meses, me planteé renovar las baterías. Todo lo que encontré por internet era la solución de adaptar las baterías de algún LEAF de 40 Kwh siniestrado. Parecía fácil, pero no encontré en toda Europa más que una oferta dudosa de 8.000 € (sin contar gastos de envío desde Alemania) y sin ningún tipo de garantía.
Así que seguí buscando y terminé en Alibaba. Ahí encontré unas clónicas de las LEAF de 40 Kwh, pero a un precio exorbitado: 10.000€, sin incluir gastos de transporte y aduana, y en la práctica sin garantía. Con la única referencia desastrosa de unas pilas de litio chinas que había comprado años atrás, deseché esa solución por cara y arriesgada.
Estaba ya pensando en llevar el coche al desguace, cuando vi unas baterías prismáticas, supuestamente de origen CATL, de 117 Ah por 30€ la unidad; aunque muy escéptico, pensé que por 30€ no se perdía mucho por probar. Después de insistir al vendedor conseguí las especificaciones de la batería (documento oficial de CATL), y compré una batería para chequear, un cargador de 50A y una carga electrónica de 600W. Estuve trasteando con ella durante un mes, y tras 50 ciclos de carga y descarga comprobé que la batería cumplía al 100% con las especificaciones de CATL, a pesar de que la batería estaba sin etiquetar. Para rematar, sometí a la batería a las pruebas, posiblemente destructivas, de calentamiento a 50 ºC durante varias horas y de cortocircuito. Contra todo pronóstico la batería pasó la prueba con nota, sufriendo solamente el típico abombamiento de las baterías de litio recalentadas, y una pérdida de capacidad del 5-7%. Así que dije adelante, y compré un lote de 97 baterías.
Mientras llegaban las baterías (tardaron casi 2 meses) me "entretuve" diseñando unos nuevos soportes para montar las baterías. Como se puede ver en las fotos estas baterías no se parecen en nada a las originales, excepto que son aproximadamente la mitad de altas, y de largo y ancho similares. Cuando desmonté la batería del coche descubrí que el hueco disponible al desmontar los tres bancos de baterías Renault era más reducido de lo esperado, y quedaba super ajustado para montar las nuevas baterías. Menos mal que había empezado a manejar el programa FreeCAD de diseño mecánico en 3D. Fue la mejor decisión de todo el proyecto: Realizar el diseño mecánico por ordenador. Aunque empleé bastantes horas aprendiendo a manejar el programa, todas disfrutadas, poco a poco fui encajando todos los detalles y solucionando los problemas de diseño. Intentar esto directamente con papel y lápiz, y fabricando varios prototipos, hubiese llevado un tiempo y costes inasumibles.
Al final terminé con el diseño de 6 enormes cajas de zapatos de aluminio, que me cortaron y plegaron con una precisión asombrosa en un taller especializado (láser y control numérico). Después de muchas disquisiciones, y soporte en el foro alemán del Fluence ZE (https://www.goingelectric.de/forum/viewforum.php?f=184) llegué a la conclusión de que las baterías del Fluence no tienen un sistema de refrigeración ni ventilación eficientes cuando está desenchufado de la red, si es que tiene alguno. Así que decidí fabricar las cajas en aluminio de 3 mm de espesor, con todas las baterías rodeadas por pads térmicos, para transmitir el calor de unas a otras y al chasis de aluminio; es decir, confiar en la capacidad térmica de 180 kg de baterías con una buena unión térmica como sistema de refrigeración. En esto creo que han quedado mejor que las originales. Veremos qué tal el próximo verano; quizás tenga que retirar el fieltro que envuelve las baterías.
Un trabajo laborioso fue la fabricación del nuevo cableado entre baterías y BMS. Como originalmente el coche tiene tres bancos de baterías, y yo tenía 6, tuve que fabricar unos adaptadores en Y con los mazos originales, y además otros 6 mazos para cada caja de baterías: Total, 400 engastados de terminales de cable que se hicieron aburridos hasta el hastío.
Ahora el SoH de mi batería ha superado el 103% después de varias cargas parciales y una en profundidad. El aviso de avería eléctrica ha desaparecido, y he recuperado el programador de velocidad que tanto añoraba. El coche va estupendamente, y yo mejor todavía, al circular con 4 veces más autonomía que durante los últimos meses de vida de las viejas baterías; adiós ansiedad eléctrica. Circulando por carretera con el programador a 96 km/h, cuestas y calefacción, la autonomía estimada del coche esta entre los 260 – 280 km.
Pero como todo no puede ser perfecto, a este proyecto le queda una miseria pendiente. Aunque el coche carga más de 40 kW sin rechistar, parece que el software del BMS tiene grabado a fuego para sus predicciones de alcance, que la capacidad máxima de la batería es de 20 kWh. Por tanto, cuando se han consumido algo menos de 18 kWh, el coche activa la alarma de recarga inmediata. Los primeros 5 minutos se pueden aguantar, pero circular más tiempo con el pitidito se hace penoso. Parece que hay versiones del software de BMS más recientes que permiten cambiar ese valor, pero Renault por supuesto no se moja en actualizar el SW de las BMS. Así que desmonté el panel de instrumentos donde está el zumbador (increíblemente sencillo, no es necesaria ninguna herramienta) e instalé un interruptor para conectar y desconectar el zumbador a voluntad. En realidad, es un altavoz por el que salen todos los sonidos del coche, desde el arranque e intermitentes hasta los avisos de avería. Por eso no recomiendo atenuar o desconectar de forma permanente este altavoz.
Esta solución solo permite disfrutar tranquilamente los primeros 28 Kwh de batería. A partir de ahí el coche limita la potencia a 20 kW (no es un problema para mí después de haber circulado unos meses en esas condiciones). Pero al llegar a 32 kWh, y el Fluence Spy marcando 0,00% de capacidad disponible, el coche sigue andando, pero limita la potencia a 16 kW; esto ya hace inviable continuar. Total, que el coche tiene ahora una capacidad práctica de 30-32 kWh con un alcance real de más de 220 km. Para mi está genial, pero si se os ocurre una solución más elegante será bienvenida.

[corsair]

Impresionante trabajo, infinitamente alejado de mis posibilidades el día que necesite actualizar mi Leaf....
Enhorabuena por el éxito que hace que todo el tiempo invertido merezca la pena.

Una cosa que me sorprende es que dada la habilidad demostrada no hayas montado un sistema de refrigeración eficiente, ya que modificabas el diseño original hubiera sido el momento.

Saludos

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[BrutusZSEv]

Alucinante!!!!!!

Esperemos que este tipo de cosas se conviertan en norma en talleres y demás, poder renovar el paquete de baterías de esta manera y volver a disponer de coche "nuevo", cuando la propia marca lo desecha como basura.

Enhorabuena por ese gran trabajo.

[Jmcarvajal04]

Enhorabuena. Me parece sorprendente.
Yo tengo el Fluence con batería LG. Desde hace 6 meses llevo con una celda mal y no encuentro quien me la pueda cambiar. Antes me hacía 120km sin problemas. Ahora unos 50km.
¿Me cambiarías tu la celda o sabes de alguien cerca de Madrid que sepa cambiarla?
Lo dicho, enhorabuena y muchas gracias por compartir tu experiencia.

Enviado desde mi POT-LX1A mediante Tapatalk

[davidin]

Impresionante trabajo, creo que podrías ganarte la vida haciendo eso sin problemas...

Podrías indicarnos cuales son esas celdas tan buenas que has comprado?

Gracias por el aporte y lamento no poder ayudarte.

[alameda25]

corsair: Como comentaba en el post, el espacio libre para las baterías CATL quedó muy ajustado, sobre todo en altura, por lo que los radiadores de aluminio y conducciones de aire originales no cabían. Por eso le di muchas vueltas antes de empezar con el proyecto, hasta que por los comentarios en foros y experiencia propia llegué a la conclusión de que el Fluence ni siquiera aplica ventilación a las baterías con el coche en marcha; si has desmontado alguna vez el filtro de aire de la batería, verás que está inmaculado. De todas formas, entiendo que para el clima español el problema principal es el calor, y lo que piden las baterías de un coche eléctrico es aire frío. Modificar el A/A de este coche para llevar aire frío al pack de baterías excede mis conocimientos mecánicos. Pero dado que las originales no iban refrigeradas, si las CATL aguantan un tiempo similar, o incluso menor, daré por buena la inversión.

Jmcarvajal04. No me dedico a la reparación, este proyecto fue un calentón ante el descaro de los fabricantes de coches eléctricos que no contemplan la renovación de baterías, y te dicen que achatarres un coche con 75.000 Km. Tu problema será encontrar una batería de repuesto LG supongo. Otra pega que tienes es que por el número de batería que muestra el Fluence Spy, creo que la celda está en el pack inferior de baterías. O sea que necesitarías el desmontaje total de los 3 packs de baterías; sin un elevador de 300 Kg es algo penoso (yo no tuve uno). Aunque antes yo probaría a recargar esa celda sin desmontar los 3 bancos de baterías. Una vez bajado el baúl, y retirada la cubierta, hay acceso directo a cada celda por los conectores del BMS. No se puede aplicar mucha corriente por ahí, ya que ese cableado esta pensado solamente para medir tensiones y no creo que aguante más de 5 A, pero con tiempo suficiente cargaría, si no está averiada. Yo le concedería el beneficio de la duda, porque el BMS no es capaz de equilibrar celdas con su voltaje por debajo de la media. Lo cual no es lo habitual cuando una celda envejece antes que las demás. Si una celda pierde más capacidad que las demás, al cargarse en serie aumenta su tensión antes que las demás; el BMS la descarga algo y la pone a nivel. Una celda con la tensión baja es irrecuperable para el BMS, que solo puede realizar pequeñas descargas individuales. Pero una descarga tan descarda ... Si te animas a intentarlo no dudes en preguntarme cualquier duda.

davidin: Hay varios vendedores de estas baterías en Alibaba; busca "CATL116Ah 3.6v NMC rechargeable prismatic cell", o ve directamente a "https://www.alibaba.com/product-detail/ ... pR1aDb&s=p"

[alameda25]

Después de 5.000 km rodando con las nuevas baterías, parece que están dando muy buen resultado; a ver qué tal este verano. Las tensiones, carga y equilibrado va como en las originales, después de una carga completa la diferencia máxima entre celdas está por los 16 mV, y en descarga profunda 75 mV . Lo que no sé si va como en el original es el tema de las temperaturas. Leyendo con el dd4all y Fluence Spay las temperaturas que da el BMS encuentro diferencias de 2-3 grados, y en uno de ellos hasta 5. Este último debe ser uno que aplasté con la batería o que no lo instalé bien. El resto no sé si son diferencias normales entre los sensores, o del montaje de los sensores que he hecho yo, que es bastante diferente a los originales. ¿Qué diferencias de temperatura dan vuestras baterías?

[mmezo]

Enhorabuena. Magnífico proyecto (y muy bien por utilizar Freecad!!!)

No has tenido problemas con los voltajes de las celdas? Se pueden cargar y descargar hasta los mismos límites que las originales?

[alameda25]

Parece que sí. La tension de carga máxima de las nuevas es 4.2v (como las originales) pero el Fluence solo carga hasta 4.1v. Nada que lamentar, ya que el la minima diferencia nunca se aprovecharía por el sw de la BMS que no deja circular tras consumir más de 30-33 Kwh. Y respecto a la minima no suelo apurar las baterías al máximo. Veremos con el tiempo

[ber]

Hola!me presento aunque hay algunos q me conocen x aquí ya, incluso en persona;mi pregunta es si no tuviste q programar nada para instalar la batería,fue quitar las viejas y montar nuevas con el lío de adaptarlas.gracias de antemano.
Pd:Q alegría saber de ti Mmezo!!
Juanma sabiendo q estás cerca me ofrecco a intentar recuperar esa celda "rarita"mediante equilibrado manual de la misma

[Quino]

Muchas gacias por compartir experiencias, alucino con el ingenio. Esto parece Cuba restaurando sus cadillacs, renault hace una mierda de proyecto EV, no lo atiende bien, nos deja solos y encima, los que tuvimos la suerte de cambiar la bateria de tracción por una LG, a pesar de que estaba claramente  puesto en el contrato, nos encontramos ahora que no van bien, supongo que por la mala refrigeración, y que las celdas  se degradan rápidamente. Y lo que es peor, la  BMS indica que estan al 100% falseando el dato y por consiguiente  permitiendo a Overlease que ceda las baterias como si estuvieran nuevas y ahí te las apañes. Una estafa en toda regla. Mis únicas opciones son reparar por mi cuenta y pleitear contra el grupo renault que juega a "yo no he sido". Para ambas cosas me encantaría vuestra colaboracion. O bien conectando con grupos  que han llegado el caso a tribunales o esten en ello, y con la maravilla de reparación que cuenta alameda25, que tiene mérito. Espero vuestros comentarios, mil gracias de antemano

[ber]

A mí me gustaría montar un powerbank sin modificar casi la batería original;tengo  mecanizados unos módulos extraíbles(utilizados ya en otros evs),utilizarla solo puntualmente q para mis recorridos habituales con el actual 48,5% del Fluence cubro los 80km diarios.ya os comentaré cómo va!!

[alameda25]

Hola. No hay que programar nada, cosa que por otra parte es imposible, dado que no conozco herramientas que permitan tocar el sw de las BMS. ¿Hay forma de hacerlo?

[ber]

gracias por tu respuesta alameda 25 ,q tal vas con tu batería diy,algún cambio,o sigue mejorando?

[ber]

Tengo vistas unas celdas prismaticas Calb ncm de 58A de nkon(100klg) para quitarle peso al Fluence q miden 106x149x27mm....piensas tú Alameda25 q entrarán sin tener q hacer tanta modificación en la carcasa de la bateria?no busco hacer más de 100km pero con clima!!gracias de Antemano