Begode Mten4 (11p/84V/750wh/13kg)

[deadubed]

Par contre je vais faire des photos pas à pas de la création de la batterie. En particulier je vais détailler les questions qu'on se pose quand on y connaît rien de prime abord. Parce que de la plupart des tutos que j'ai vus, les gens ne s'abaissent plus à réexpliquer les bases et te disent juste "voilà j'ai mis ça avec ça et t'as une batterie". Sauf que c'est un peu plus merdique que ça, on s'en doute x)

[BondZero07]

Ton kit 50S supprimerait l'effet yoyo des fluctuation de niveaux de batterie ? Je suivrai ton travail de près à ce sujet !

Pour être certain que j'ai la bonne carte mère, je checkerai ce soir pour le killswitch.

[Invité]

Il y a 2 heures, deadubed a dit :

Par contre je vais faire des photos pas à pas de la création de la batterie. En particulier je vais détailler les questions qu'on se pose quand on y connaît rien de prime abord. Parce que de la plupart des tutos que j'ai vus, les gens ne s'abaissent plus à réexpliquer les bases et te disent juste "voilà j'ai mis ça avec ça et t'as une batterie". Sauf que c'est un peu plus merdique que ça, on s'en doute x)

Surtout que le pack est destiné à être "violenté" sur nos machines et de ce que j'ai pu voir rien ne semble sécuritaire. 

[deadubed]

il y a une heure, fiocco a dit :

Surtout que le pack est destiné à être "violenté" sur nos machines et de ce que j'ai pu voir rien ne semble sécuritaire. 

Qu'entends-tu par là ? La batterie d'origine de la MTEN4 est wrappée au PVC + joint entre les wraps + mousse antichoc + plaques de fibre de verre sur chaque côté de la batterie. Le tout dans une boîte d'alu de plusieurs mm d'épaisseur. Je vois pas bien comment faire mieux avec le cahier des charges initial ^^

[Invité]

Il y a 3 heures, deadubed a dit :

Qu'entends-tu par là ? La batterie d'origine de la MTEN4 est wrappée au PVC + joint entre les wraps + mousse antichoc + plaques de fibre de verre sur chaque côté de la batterie. Le tout dans une boîte d'alu de plusieurs mm d'épaisseur. Je vois pas bien comment faire mieux avec le cahier des charges initial ^^

Au hasard, le pack de la S18 où les cellules jouent des castagnettes entre elles ?

[deadubed]

Au hasard, le pack de la S18 où les cellules jouent des castagnettes entre elles ?

Ah ça ! Oui là ça craint ^^

Envoyé de mon FP4 en utilisant Tapatalk

[Techos78]

Bon courage @deadubed , et bonne réussite dans tes bidouilles (terme non péjoratif).

Juste une petite remarque, à propos de valeurs de puissances que tu as évoquées pour la cm ou le pack.
C'est un "état d'esprit" : il faut considérer qu'énergiser un brushless nécessite du courant, la cm est un générateur de courant, et les batteries fournissent ce courant qui, malheureusement pour elles, est fortement haché (pwm). En conséquence, au démarrage, les pics de courant sont énormes, même s'il sont un peu lissés par le(s) condensateur(s). La puissance effective appliquée au moteur est effectivement U.I , sauf que le U on ne le connait pas, il est très faible au démarrage, il croît pour s'opposer à la fcem, et est uniquement égal à la tension batterie à haute vitesse quand le pwm est à 100%.

En résumé, la valeur dimensionnante c'est le courant. C'est lui qui gère le couple. La tension permet de rouler vite, mais trop de tension inutilisée dégrade le rendement de l'électronique.

[deadubed]

Bon courage [mention=11639]deadubed[/mention] , et bonne réussite dans tes bidouilles (terme non péjoratif).
Juste une petite remarque, à propos de valeurs de puissances que tu as évoquées pour la cm ou le pack.
C'est un "état d'esprit" : il faut considérer qu'énergiser un brushless nécessite du courant, la cm est un générateur de courant, et les batteries fournissent ce courant qui, malheureusement pour elles, est fortement haché (pwm). En conséquence, au démarrage, les pics de courant sont énormes, même s'il sont un peu lissés par le(s) condensateur(s). La puissance effective appliquée au moteur est effectivement U.I , sauf que le U on ne le connait pas, il est très faible au démarrage, il croît pour s'opposer à la fcem, et est uniquement égal à la tension batterie à haute vitesse quand le pwm est à 100%.
En résumé, la valeur dimensionnante c'est le courant. C'est lui qui gère le couple. La tension permet de rouler vite, mais trop de tension inutilisée dégrade le rendement de l'électronique.

J'adorerais me former mieux en électronique etc mais je me sens peu à mon aise dans ce domaine tant les interactions d'apparence simples sont en fait protéiphormes.
Merci pour tes éclairages ! J'espère ne pas faire de connerie en reproduisant strictement le pack batterie d'origine. En particulier le dimensionnement des strips de nickel pour les cellules (j'ai pris du 10mm x0.15mm, ca devrait suffire pour 25A)

Envoyé de mon FP4 en utilisant Tapatalk

[Techos78]

Le 02/05/2024 à 13:26, deadubed a dit :

J'adorerais me former mieux en électronique

Métier hautement capilotracteur, en perpétuelle évolution, moins tranquille que sabotier dans le Périgord...

Interco cellules par bande nickel 10x0,15 ?. Pourquoi pas ? Analysons çà gaiement.
Résistivité du cuivre : 1,7E^-8  Ω.m , du nickel : 7E^-8  Ω.m , on voit que le nickel est plus de 4 fois plus résistant que le cuivre. Bon, mais l'unité est bizarre , Ω.m . (prononcer Ohm mètre, surtout pas Ohm par mètre). En fait, c'est une contraction de Ω.m²/m...
Je préfère dire que le cuivre c'est 1,7µΩ.cm²/cm (dire microOhmcentimètrecarréparcentimètre, sans respirer), donc un conducteur de 1 cm² de section fait 1,6µΩ pour chaque cm de longueur.

En cas d'embrouille, on peut se rappeler qu'il faut un peu plus de 50 mètres de fil de cuivre de 1mm² pour faire 1 Ohm.

La résistance de la bande nickel 10x0,15 pour une longueur de 10cm devrait faire :
7.10^-6 / (1 * 0,015) * 10 = 4,6 mΩ , la perte Joule sous 30A (toujours pour 10 cm) : R.I²  = 4,15 Watts
Donc oui, il faut des liaisons courtes avec des grosses sections...

Modifié le 3 mai par Techos78

[elric]

Test en Français très bien fait, sincère dans un cadre idyllique.

 

Modifié le 4 mai par elric

[v5f06]

Le montage 50s fonctionnera comme prevu,il evitera le sag trop important.

Deja fait un test avec une batterie externe 20s1p sur une v8 c etait beaucoup plus secure.

D ailleur si quelqu'un cherche une batterie externe 20s1p (18650 samsung 3500mah) monter dans une petite saccoche rigide de velo a scratch,j en ai une a vendre.Je la vend le prix des accus,elle a servi 3 fois , puisque au final j ai acheté une autre roue .

[pepere]

Bonjour à tous.
J'ai démonté ma mten4 qui fonctionne normalement, puis je l'ai remontée à l'identique, mais dans une autre carcasse que j'ai fait avec une imprimante 3d. Et là, à la mise sous tension, j'entends 3 bips et j'ai des à-coups, et je suis obligé d'éteindre la roue. Ensuite, je l'ai remontée avec la carcasse d'origine, tout fonctionne. Je ne comprends pas. 

[deadubed]

Le 11/05/2024 à 19:40, pepere a dit :

Bonjour à tous.
J'ai démonté ma mten4 qui fonctionne normalement, puis je l'ai remontée à l'identique, mais dans une autre carcasse que j'ai fait avec une imprimante 3d. Et là, à la mise sous tension, j'entends 3 bips et j'ai des à-coups, et je suis obligé d'éteindre la roue. Ensuite, je l'ai remontée avec la carcasse d'origine, tout fonctionne. Je ne comprends pas. 

Peut-être juste un problème de calibrage ? Les begode font 3 bips lents quand elles se désenclenchent (par dépassement de seuil d'inclinaison ou activation du kill switch)

Envoyé de mon FP4 en utilisant Tapatalk
 

Modifié le 12 mai par deadubed

[pepere]

C'était ça Deadubed, un problème de calibrage. Merci bcq.

[deadubed]

Il y a 4 heures, pepere a dit :

C'était ça Deadubed, un problème de calibrage. Merci bcq.

Au plaisir d'aider

[LGT2]

Le 11/05/2024 à 19:40, pepere a dit :

dans une autre carcasse que j'ai fait avec une imprimante 3d

Hello,  je suis curieux de voir à quoi ça ressemble.  As tu des photos ?

[deadubed]

Chose promise, chose due.

 

DISCLAIMER:

Je ne ferai pas un tuto exhaustif ici puisque:

1. Il en existe pléthore sur les internets.
2. Peu de gens se casseront le cul à refaire une batterie de MTEN4 from scratch et sans expertise préalable comme moi. Comprenez: les gens chelous.
3.  Je veux surtout mettre en avant les questions cons qu'un néophyte se pose.

Quand on en vient à se dire que c'est une bonne idée de changer les cellules de son pack batterie pour pouvoir faire plus le con sur sa roue, mais qu'on n'y connaît R, on se pose 2-3 questions au premier titre desquelles "Comment ça marche au juste un pack batterie ?"

Je suis cave donc on va pas rentrer dans les détails énervés de calcul de perte, ou des trucs franchement inaccessibles pour plein de gens dont moi. Au mieux on restera sur la loi d'Ohm, pas bien plus

 

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La batterie propose 84v en charge maximale (72v en nominal) et annonce 750Wh (plutôt 720Wh en fait) de capacité nominale.

Le terme nominal émane des spécifications des cellules qui composent le pack batterie, et qui ont une tension "de base", c'est à dire nominale, de 3.6V.

Allez savoir pourquoi, j'ai vu jusque là que pour les packs au delà de 36V, on donne la tension du pack en prenant comme base la tension max des cellules (4.2V pour les Li Ion). Alors qu'on prend la tension nominale pour les packs de 36V (10 cellules en série). MAIS, la capacité en Wh est toujours basée sur la tension nominale (3.6 ou 3.7V).

C'est pour ça que pour vos batteries de 36V vous avez des chargeurs de 42V. C'est con, ça semble être une exception. Expliquez-moi cette merde: Mon chargeur de MTEN4 sort 84V, la batterie est donnée pour 84V. Idem pour la S22 à 126V, etc...  

BREF, voilà pour la petite histoire de la tension des packs et des chargeurs qui vont avec.

Le pack de la MTEN4 est composé de 40 cellules Samsung INR 21700 50E 3.6V (4.2V en charge max.) de 5Ah de capacité. Pour obtenir un pack de 84V (72V), il s'agit de placer 20 cellules en série (on connecte 2 à 2 le plus et le moins des cellules), et on obtient donc un pack de 84V à 72V*5Ah = 360Wh
Pour obtenir 720Wh, il suffit de construire un deuxième rang de 20 cellules et le connecter en parallèle du premier (mettre en commun resp. les bornes - et les bornes + des deux rangées de 20 cellules).

Ca a l'air con comme ça mais en ce qui me concerne cette gymnastique m'a mis un peu mal à l'aise au début (je fais plus trop d'électricité etc depuis un moment), donc voici une tentative de vulgarisation pour aider à mieux schématiser la chose.

Voici 2 schémas qui permettent de visualiser un peu mieux. Le premier montre 20 cellules connectées en série (on appellera cet objet S)

Le deuxième montre 2 S connectés en parallèle (P) afin de produire un pack de 84V en 20S2P. En effet, on a bien 2 fois (2P) 20 cellules en série (S)

 

Sauf que ça fait un pack plutôt long. les 21700 font 21mm de diamètre par 70 mm de long (d'où leur dénomination...). 21*20 = 420mm soit 42cm de long. Dur à rentrer dans une carcasse de MTEN4...

Une autre solution consiste à "inverser" la manière dont on gère le parallélisme et de paralléliser les cellules au lieu de paralléliser les packs de 20 cellules en série.
Voici P, une paire de cellules mises en parallèle.

Si on met 20 de ces paires P en série comme ceci:

 

On obtient bien un pack qui met 20 paires de cellules en série. Ce qui est électriquement identique à 2 packs de 20 cellules en série que l'on appaire alors.
On a pas résolu notre poblème me direz vous, le merdier fait toujours 42cm de long. Bravo Joséphine, c'est une belle observation même si tu as une tronche à connaître le goût des feutres.
Bref. Avec cette architecture, on peut "plier" le pack bien plus facilement et, par exemple, "couper" la série de 20 paires où l'on veut

On a ainsi divisé la longueur du pack par 2 en câblant le pack en son milieu. Et on a toujours 2x10S et 2P = 20S2P. Yes

Ainsi on peut imaginer que pour n'importe quel pack batterie dénommé xSyP (avec x le nombre de cellules en série et y le nombre de cellules en parallèle) on peut soit faire des séries de longueur x qu'on met ensuite y fois en parallèle, ou mettre en série x paquets de y cellules en parallèles. Simple, et ingénieux, c'est la stratégie de l'échec.

Et donc, si on observe le pack batterie de la MTEN4, on retrouve bien une architecture telle que décrite par le dernier schéma. Je vous laisse vous en convaincre.

 

La suite arrive, avec la reconstruction du pack

 

Modifié le 7 juin par deadubed
Typo trouvée par Techos78

[deadubed]

LA SUITE:

On s'était arrêtés à l'analyse de l'architecture de la batterie. On a pas encore regardé le BMS (qui sert à gérer les cellules pour éviter que tout flambe).

Notez qu'on aura tendance à penser que le BMS doit gérer toutes les cellules du pack (donc 40 ici) mais non. En fait il gère les "groupes de cellules" donc ici nos 20 paires de 2 cellules en parallèle. C'est un compromis entre une sécurité parfaite mais 2 fois plus chères à mettre en place et pas de sécurité du tout.

 

Pour ce boulot, je n'ai pas eu besoin de comprendre comment câbler un BMS dans son intégralité puisque j'ai réutilisé le BMS existant. Il fallait juste comprendre comment les cellules y sont connectées.
Les BMS sont des objets plutôt complexes de mon point de vue donc pour qui veut en savoir plus, ça se passe ailleurs. Nous on se contentera juste de débrancher, et rebrancher. Jour. Nuit. *ad lib*

c.f les photos du post précédent, on voit que le BMS a 11 bornes par face. C'est logique. S'il faut N-1 connecteurs pour connecter N éléments 2 à 2, ici on peut considérer qu'on a 2 éléments en plus sur nos séries de 10 paires P puisqu'il faut aussi, et surtout; connecter les bornes des extrémités. On considère donc 10 éléments + 2 autres éléments: 1 connecté à la borne -, l'autre à la borne + de chaque moitié du BMS. Ici soit la carte-mère, soit l'autre moitié du BMS. Donc 12 éléments -> 11 connecteurs. 11 connecteurs par 1/2 BMS, c'est OK.

Je vous épargne le démontage du pack d'origine. Rien de bien fou. Un fer à souder, des pinces, du temps, et surtout on évite les cours circuits. Bonne nouvelle, le BMS braille dès qu'un groupe de cellules est en défaut. Du coup il braille longtemps, le temps de tout déssouder. (cadeau) .

Quand on a tout dessoudé et qu'on a démonté les rangs de cellules après avoir arraché les bandes acier-nickel, on se retrouve avec un BMS tout nu, des racks de cellules et 2-3 conneries plus ou moins utiles.

Je vous épargne aussi la commande des cellules. Dans mon cas j'ai commandé 42 Samsung 50S (2 en plus pour avoir 5% de marge d'erreur au remontage, on sait jamais).

Le matos dont on a besoin par contre:

• Un chargeur / tester de cellules 21700 qui permet de tester la capacité des cellules et de les charger / décharger. Il servira à égaliser la tension des cellules avant montage, si nécessaire
• Un spot welder (prenez pas n'importe quoi, il faut un engin capable de souder proprement. N'achetez le modèle que j'ai uniquement si vous êtes prêts à le modifier pour qu'il marche correctement c.f ici)
• Des bandes de nickel en 10 * 0.15mm (et du cuivre, on verra après)
• Des racks modulaires pour cellules 21700
• De la mousse autocollante
• du papier autocollant isolant pour pack batterie
• des oeillets pour cellules 21700
• des plaques de fibre
• de la gaine thermorétractable
• un fer à souder et de l'étain
• une pince à tole
• du ruban adhésif pour batteries (pas nécessaire mais c'est plus pro)
• des nappes de fil dupont (pour sonder les cellules)

 

Une fois que vous avez tout ça.... Bah y a plus qu'à.

A partir de là, il y a moult autres tutoriels sur les internets qui explicitent mieux que moi comment mettre les mains à la patte. Vous verrez donc qu'ici on va bêtement répliquer le pack d'origine avec nos 50S.

ATTENTION:

Vérifier la tension de l'ensemble des cellules avant montage. Un différentiel trop important (plus de quelques mV)  peut-être dangereux. Le chargeur / déchargeur est là pour mettre toutes les celluels à la même tension avant montage. C'est très long, mais c'est nécessaire.

Dans notre cas, on aura pris la peine de faire des "sandwich" de cuivre-nickel composés de feuille de cuivre de 0.03mm d'épaisseur sous des strips de nickel pur en échelle biaisée de 10*0.15mm. Le nickel a une résistance au mètre bien plus importante que le cuivre (source). Or, si on suit la loi d'Ohm U = R*I, moins on a de résistance, plus la tension baisse et plus il faut de courant I pour compenser l'effondrement de la tension. Ce qu'on appelle le voltage sag en anglais, littéralement affaissement de tension. Or il se trouve que, pour les cellules Li-Ion, plus on leur demande du courant, plus leur résistance interne diminue (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037877532101020X, Fig.2 en particulier). Ca on y peut pas grand chose. Par contre, on sait que le courant qui traverse le pack se calcule comme suit I = U/R, avec U la tension du pack et R la résistance du pack.  Or plus R sera grande (et > 1) plus on aura besoin de tension pour fourni un courant I équivalent. Le serpent se mord la queue en somme. DONC, si on se casse le cul à mettre des cellules qui balancent plus de jus, autant les aider à garder une tension haute en minimisant la résistance au sein du pack, non ?

Après une journée de boulot pour faire tout ça bien, on obtient les résultats suivants. (vous noterez la disposition des nappes Dupont pour pouvoir sonder la batterie sans tout démonter).

 

ATTENTION:

Pensez bien à tester que la tension totale de chaque 1/2 pack correspond bien à la somme des tensions de toutes vos paires de cellules avant montage.

 

 

 

On wrappe le tout à la gaine thermo, on pose de la mousse et de la plaque fibre autour de la batterie, et on peut tout remettre en place.

Dans mon cas, le pack est un peu plus gros que l'original donc je n'ai  pu mettre qu'un tour de gaîne thermo bleue. Le pack n'est donc pas étanchéifié. Mais de toute façon cette roue n'a pas vocation a aller sous la pluie, et je conserve toujours mes roues loin des lieux humides.

 

ATTENTION:

Avant remontage, on vérifie la tension de la batterie. Normalement le BMS gueulera pendant le remontage jusqu'à ce que toutes  les bornes soient reliées. Si malgré tout ça s'égosille toujours, ne remontez pas la batterie: Il y a une merde.

ATTENTION bis:

Avant remontage définitif, on fait une charge complète, SOUS SURVEILLANCE puis on vérifie l'équilibrage correct de la batterie grâce aux nappes Dupont astucieusement posées au préalable. Si tout est OK on remballe le tout, ON CALE BIEN LA BATTERIE POUR PAS QU'ELLE FASSE PAN PAN CUCUL DANS LE BOÎTIER SINON BOUM BOUM ET ON VERIFIE QUE TOUT TIENT BIEN ET QU'ON A PAS DE CONTACT ENTRE LA BATTERIE ET LE CHASSIS METALLIQUE DE LA ROUE.

 

Voilà. VOus avez une MTEN4 Super

 

Modifié le 7 juin par deadubed
Erreur loi d'Ohm

[deadubed]

Je mets ça là. Mettez des pouces 👍 ou 👎 si vous pensez que je devrais (ou ne pas) "sortir" cette XP de ce topic pour créer un topic dédié (et donc retrouvable avec le moteur de recherche)

[Techos78]

En effet, tu devrais créer un topic pour ta réalisation, avec un titre explicite, à mon avis en restant dans le répertoire Begode mais pas dans bricolage. En lisant en diagonale, j'ai vu un détail :

Il y a 2 heures, deadubed a dit :

...Sauf que ça fait un pack plutôt long. les 21700 font 21mm de diamètre par 700mm de long (d'où leur dénomination...). 21*20 = 420mm soit 42cm de long. ...

21700 : 70mm de long. J'ai lu une fois que le 0 final signifie "boîtier cylindrique", j'imagine que ce sont plutôt les dixièmes de mm, car par exemple une pile bouton peut faire 2032 = 3,2mm .

Je vais aussi avoir à bricoler des packs (ks16b), et j'ai vu qu'il est difficile d'avoir des bouts de bandes nickel en parallélogramme, avec la patoche au bon endroit. Ce raccords intermédiaire peuvent être faibles (il y passe 50mA pour l'équilibrage et le monitoring), sauf les deux d'extrémité qui passent le courant nominal..

Beau boulot.

Modifié le 7 juin par Techos78