1. Bienvenue Visiteur sur HybridLife.org
  2. Votre forum HybridLife est disponible sur Tapatalk.

[Technologie] Démontage et Analyse de l’architecture de batterie de Tesla Model S 85

Discussion dans 'Les Actualités Automobiles' créé par Hortevin, 11 Septembre 2014.

  1. Hortevin

    Hortevin Administrateur HybridLife
    Membre du personnel

    Inscrit:
    7 Avril 2014
    Messages:
    4 931
    J'aime reçus:
    3 416
    Voici la traduction d’un article provenant de la Chine : une association/équipe « Youxia Team», qui a pour but de bâtir leur propre voiture électrique, a récemment démonté une Tesla Model S pour apprendre la construction de cette voiture électrique qualifiée comme la meilleure sur le marché.
    (Les mecs ils ont du pognon quand même… Youxia souhaite en effet bâtir, avec ce même esprit « iT» que Tesla, une voiture de course tout électrique avec 300Km d’autonomie, 0 à 100Km/H en 6s et 5 étoiles en Crash Test (chinois ?). Youxia veut dire « Héros en voyage », c'est issu d'un site plateforme de jeu vidéo :bored: )

    Youxia_Motors_Team.JPG
    Voici la voiture que Youxia souhaite construire. Ils ont pour le moment modifier une Hyundai en voiture électrique.

    C’est pourquoi les rédacteurs du site GeekCar se sont rendus à l’atelier de Youxia pour pouvoir observer cette Tesla entièrement démontée, et voici le partage des images et leur analyse.(En effet, quasiment toute l’information que nous savons sur la Tesla provienne des brevets, et je pense que c’est la première fois qu’on a sur internet ce type d’information première main)

    Démontage de Batterie du Tesla S 85

    Nous savons tous que Tesla Model S version 85 kWh contient environ 7000 unités d’accus Panasonic NCR18650 (utilisés surtout dans les ordinateurs portables et tu peux en trouver dans le commerce).
    Mais personne n’a pas vraiment vu la véritable architecture de batterie de Tesla Model S.

    Tesla_S_85_Batterie_Chassis_Demontage.jpg

    L’image montre que tout le châssis de Tesla constitué par 16 packs de batteries, l’espace vide en bas était occupé par 2 autres batteries (démontées par Youxia). Chaque pack de batterie est protégé du dessus par une simple plaque en fibre de verre, et chaque pack de batterie est séparé d’un autre par un longeron métallique.
    Dans l’image, en bas à gauche c’est les fusibles de batterie, tandis qu’à droite nous avons les branchements et les bouches de remplissage du liquide de refroidissement pour la batterie.

    Tesla_Batterie_Image.jpg

    Cette grande plaque est donc un pack de batterie Tesla, formé par 6 blocs de 74 accus. Ce qui fait qu’une plaque contient 444 accus. Par conséquent, on peut en déduire qu’une Tesla Model S 85 possède en tout 7104 accus 18650.

    Panasonic_18650_Accumulateur_Tesla.jpg

    Etant donné que Panasonic vend actuellement les accus 18650 à 3,5USD l’unité (et ce prix ne cesse d’augmenter), le coût « pur » des accus dans la batterie de Tesla S 85 est donc de 24 864USD, soit environ 19 900euros.

    Tesla_S_85_Batterie_Répartition_Accu_18650.jpg

    Les 6 blocs sont formés comme montre le schéma en ligne rouge ci-dessus, tandis que l’assemblage sur la plaque est strictement symétrique dessus/dessous.
    Cette configuration de forme étrange a sûrement été issue de nombreux tests, et la rédaction de GeekCar pense que c’est pour avoir une résistance interne moyenne plus basse, et un refroidissement optimisé.

    Tesla_S_85_Batterie_Liaison.jpg

    Les fils entre les blocs relient les pôles de batteries aux modules de contrôle, afin de vérifier la tension des accus. Au dessus et en dessous de chaque accumulateur, on voit un fil très fin qui joue le rôle de fusible: dès qu’un accumulateur surchauffe (ou autre phénomène non souhaité), le fil est fondu et protège ainsi toute la batterie.Il s’agit donc un énorme travail de pouvoir souder des fils sur autant d’accumulateurs, et visiblement c’est fait par un robot avec soudure ultrason.
    (Voilà pourquoi Cyrille d’EV-Store explique qu’il est impossible pour eux d’utiliser la même technologie)

    Système de contrôle de batterie d’accumulateurs (BMS : Battery Management System) de Tesla

    Tesla_S_85_Batterie_BMS_Circuit_Imprimé.jpg

    Voici le module de contrôle BMS de Tesla qui permet de gérer l’état des batteries.Vu le logo sur le circuit imprimé (PCB), il doit être développé en interne par Tesla. On remarque qu’il y a 6 circuits pour gérer les signaux, ça tombe bien, on a 6 blocs d’accus par pack de batterie !
    Etant donné que Tesla utilise les accus Panasonic 18650 (3100mAH), employés massivement par les ordinateurs portables, la technologie de contrôle de l’état de batterie doit être extrêmement éprouvée.GeekCar a essayé d’identifier la référence des puces sur le BMS mais n’est pas parvenu… Contrairement à un ordinateur qui possède en général que 10 accus, sur la Tesla, les procédés de gestion et de calcul des signaux avec plus de 7000 accus doivent être très différents…

    Système de gestion de température de batterie de Tesla S

    D’après les informations provenant des médias, on savait que Tesla a développé un système de gestion de température qui entoure chaque accumulateur, mais on n’a jamais pu observer en quoi il consiste.
    Le modèle démonté ici n’est pas équipé du pack « Climat Glacial ».

    Tesla_Batterie_85_kWh.jpg

    Tesla_S_85_Batterie_Vue_Intérieur_Circuit.jpg

    Grâce au démontage (assez violent), on voit quelle est la structure interne de la batterie : un circuit de tuyau en aluminium sous forme de « S » qui arpentent les accus. A gauche et à droite de l’image on observe le branchement du circuit de liquide de refroidissement.

    A l’extérieur du tuyau aluminium, il y a un isolant adhésif de couleur orange/jaune.Pour éviter que ces « scotchs » rompent par accident, Tesla a rajouté encore une couche de caoutchouc isolant à l’extérieur du tuyau. D’autre part, entre les accumulateurs qui ne sont passé par le circuit de refroidissent, il y a aussi un isolant.

    La raison pour laquelle il y a autant de protection, c’est parce que les accus 18650 utilisés par Tesla sont dépourvus de protection individuelle (contrairement aux piles que nous avons tous les jours) : toute la coque extérieure est nue et elle est le pôle négatif de la batterie, s’il y a le moindre contact avec un conducteur, cela peut créer un court circuit et dans le plus grave des cas, la batterie peut s’enflammer…(Ce qui permet de comprendre pourquoi les Tesla prennent « parfois » feu suite à des accidents…)

    Tesla_S_85_Batterie_Liquide_Refroidissement.jpg
    Ce circuit est rempli du liquide de refroidissement vert comme le montre l'image ci-dessus.
    Il est composé de 50% d’eau et 50% éthylène glycol, un produit antigel (toxique et mortel) couramment utilisé dans l’automobile.


    Un liquide de refroidissement qui ne circule pas ?

    Les ingénieurs de Youxia ont remarqué que le liquide est immobile dans le circuit de refroidissement…

    Tesla_S_85_Batterie_Circuit_Refroidissement.jpg

    Ce qui est assez choquant pour le système de gestion de température de cette voiture à la pointe des technologies.

    Le rédacteur de GeekCar a donc vérifié aussi le circuit: aucune présence de pompe ou autre appareil de contrôle de température.

    Les échanges entre GeekCar et Youxia Motors sont parvenus à une conclusion : le circuit de refroidissement sert avant tout à homogénéiser la température entre les accumulateurs.

    En effet, la répartition très dense des accumulateurs de Tesla fait que la zone centrale aura forcément une température supérieure aux zones périphériques. Si la température n’est pas homogène entre les accus, les accus ne vont pas fonctionner de la même manière et cela va aussi fausser la précision du calcul de l’état de charge.
    (En effet, les accus 18650 ont l’avantage d’avoir un comportement très homogène ; dans le milieu des connaisseurs, si tu achètes un lot d’accus 18650 issus de la même série de fabrication, et que tes mesures montrent qu’ils ne se comportent pas de la même façon, on te dira : « Ta machine de mesure a sans doute un problème ! »)

    Et même si Tesla utilise les accus 18650 qui ont cette propriété de comportement homogène, elle ne peut pas garantir qu’ils fonctionneront de façon totalement identique dans la condition réelle. Car la quantité de chaleur produite par les accus (Heat rate) varie en fonction de la température extérieure, la réaction chimique au sein de l’accumulateur étant dépendant de la température ambiante.

    Par ailleurs, si l’accumulateur travaille dans une température ambiante trop chaude, sa température interne ne cessera d’augmenter et la réaction exothermique peut s’emballer et devient incontrôlable (Thermal Runaway). La durée de vie de la batterie, ainsi que l’autonomie du véhicule dépend donc énormément de l’homogénéité de température entre les accus, et ce circuit du liquide de refroidissement est un moyen de garantir cette propriété.

    Il paraît que le système de Tesla permet de contrôlé la température de chaque accu individuel dans une tolérance de ±2°C. Et un rapport de juin 2013 montre que la batterie de Tesla Roadster a encore 80-85% de sa capacité initiale après 160 000Km. Ce rapport précise également que l’âge du véhicule et le climat de la zone d’utilisation n’ont pas eu d’influence significative.Cela montre que le système de contrôle de température de Tesla a joué un rôle incontestable dans le bon maintien de durée de vie de la batterie.

    Pour conclure, si le système de contrôle de température actuel est un système passif assez simple, ils en déduisent qu’il est fort probable que l’option «Pack Climat Glacial » rajoute tout simplement une pompe et un système de chauffage électrique sur le système actuel, pour que le la batterie maintient une température suffisante dans un climat très froid.L’équipe espère donc que d’autres personnes pourraient ainsi démonter une Tesla S avec option « Pack Climat Glacial »…

    Source:
    Tesla终极拆解——Tesla电池组首次大揭秘(一) | GeekCar
    Tesla终极拆解——Tesla电池组首次大揭秘(二) | GeekCar
     
    #1 Hortevin, 11 Septembre 2014
    Dernière édition: 28 Octobre 2014
    parkerbol, Pizzabad et nhl1967 aiment ça.
  2. Hortevin

    Hortevin Administrateur HybridLife
    Membre du personnel

    Inscrit:
    7 Avril 2014
    Messages:
    4 931
    J'aime reçus:
    3 416
  3. nhl1967

    nhl1967 Contributeur HybridLife

    Inscrit:
    25 Avril 2014
    Messages:
    505
    J'aime reçus:
    144
    Merci Hortevin pour ce reportage :)

    Je n'aurais jamais pensé voir une Model S sous ces angles là :D, Model S qui, en l'état actuel des choses, représente quand même le top du top en matière d'automobile électrique .
     
  4. Hortevin

    Hortevin Administrateur HybridLife
    Membre du personnel

    Inscrit:
    7 Avril 2014
    Messages:
    4 931
    J'aime reçus:
    3 416
    Le + de Tesla vis à vis des autres c'est:
    • Réussir à concevoir un système de gestion des accus 18650 de densité énergétique élevée, mais facilement enflammable
    • Proposer un service hors du commun: Service SuperCharger inclus, diagnostic à distance...etc. On retrouve ici une philosophie d'entreprise iT centrée sur le service client
    • Oser mettre un méga écran dans la voiture?
    A part ça Tesla c'est pas "ouf" comme voiture... les médias ont fait trop de surenchère.. (Le châssis est d'ailleurs développé par Mercedes, et on voit pas mal d'accessoire Mercedes à bord du Tesla)
    L'assemblage de batterie de Tesla, à voir sur les photos, c'est encore un peu "atelier" je trouve...

    En faite, la seule supériorité réelle de Tesla c'est leur technologie de gestion des accus 18650, mais c'est cher à industrialiser et à intégrer et seule Panasonic sait faire des accus 18650 de cette capacité, et le prix ne cesse de grimper.
    C'est pour ça que Tesla ouvre les brevets pour que les autres constructeurs rejoignent l'écosystème "18650" et a décidé de bâtir leur propre usine de batterie (Gigafactory, toujours en coopération avec Panasonic).

    Ceci dit, les constructeurs ne sont pas trop intéressés: la technologie de batterie lithium solide est enfin au point (avec Sakti3), radicalement moins cher et beaucoup plus intéressant en terme de stockage d'énergie.
    Toyota a d'ailleurs dit qu'ils développent cette technologie aussi.

    Tesla est donc un peu déstabilisé par cette situation ("Fonçons nous encore tout droit sur la techno 18650?") mais bon, je n'en doute pas qu'ils vont s'en sortir quand même.

    Bref, comme on dit en aéronautique: "C'est souvent le deuxième qui arrive premier".
     
  5. nhl1967

    nhl1967 Contributeur HybridLife

    Inscrit:
    25 Avril 2014
    Messages:
    505
    J'aime reçus:
    144
    C'est pas faux, d'ailleurs je pense que c'est toujours plus judicieux d'acheter un modèle en milieu ( voire fin ) de carrière plutôt qu'un modèle sorti hier . L'automobile n'échappe pas aux erreurs de jeunesse ;)
     

Partager cette page