Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid



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Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar RemiEVWT » 08 janv. 2019 19:23

Bonjour à tous,

Voici une petite présentation de notre projet :
http://forum-photovoltaique.fr/viewtopic.php?f=23&t=40313&p=460090#p460090

J'ai une bonne colle à vous poser.
(Nous avons déjà bien avancé dans la conception de cette installation mais pour ne pas vous influencer je la garde pour moi pour l'instant)

Afin de recharger notre van électrique de 85kWh (@ 4OOVdc) en mois de 2 jours (1,5j) voici comment nous avons dimensionné la surface solaire déployable sur le toit du van et de la remorque :
- 14 kWc
- 80m2 avec 40 PV "flexibles" et légers DAS ENERGY de 335 Wc chacun (Isc 9,15 A - Voc 48,03 V - Impp 8,63 A - Vmpp 39,11 V)
- 5 Strings de 8 PV en série (380VDC - 10A - 2680Wc)
- Objectif de production 55kWh / jour
- Installation inférieure à 200kg (hors PV)

Ps : 1 string (8 PV en série) reste face soleil pour charger le van en roulant.

La question est, COMMENT convertir la puissance produite par les PV pour la stocker dans les Batteries TESLA 400 Vdc ?

Merci de faire des propositions, je vais les étudier avec soin.

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar alagnou » 08 janv. 2019 21:30

bonjour
voici la réponse:
acheter au USA une tesla noyée ou accidentée ,il y en a plein à vendre et récupérer le et les systèmes de charge..
voir le vidéos sous youtube...mais tesla ne vend pas de pièce détachées...donc les gars ce démerdent pour ;soit faire de la rétro ingénierie ou avec 2 voitures accidentées ou inondées ils en font une...
bon ce n'est pas la bonne réponse....... :lol: ben c'est une piste :arrow:

bon courage
gérard en attendant je suis en train de charger et de tester mes 18/650 de récup et ils y en a de bonnes jusqu'à 2500 milli A
Modifié en dernier par alagnou le 09 janv. 2019 09:59, modifié 1 fois.

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar alexi92 » 09 janv. 2019 08:16

Bonjour

pour optimiser les charges, vous devez rouler la nuit et charger en journée ?

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ericg
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar ericg » 09 janv. 2019 08:19

Joli projet!
La presentation indique la moitié de capacité dans le van et l'autre moitié dans la remorque, soit 2*8 modules Tesla.
Chaque module TESLA est normalement constitué de cellules 18650, 3,2 Ah. Les modules sont en 6S74P si j'ai bien fait mes devoirs...

TU peux confirmer comment tu comptes utiliser ces batteries:
-16 modules en série (donc une interconnection série entre le Van et la remorque), ce qui amène bien à environ 400Vdc pour le pack ou alors
-2 X 8 modules en série, les packs étant branchés en parallèle entre la remorque et le van, soit 200VDc en nominal.
Celà peut changer la reflexion car si c'est 2 pack de 8 en parallèles, ils ne seront pas déchargés de la même façon très certainement, donc celà revient à recharger 2 batteries et non une seule.

D'autre part, tu as je suppose prévu un BMS? quel modèle? est il actif aussi à la décharge?

Je pense qu'il faut essayer de rester autant que faire ce peut en DC des panneaux à la batterie, pour limiter les pertes de conversion...La charge des accus lithium etant de type Courant constant en début de charge puis voltage constant en fin de charge, on peut imaginer pour la phase bulk (courant constant) utiliser des strings de modules PV en direct, à Isc. La tension du string s'alignera sur celle du pack puis remontera doucement au fil de la charge. Il restera à limiter la tension à 4,2V (tension max par cellule) * 6S (par module Tesla) *8 (nombre de module Tesla en série) soit 201.6 DC pour la partie charge finale.
Le BMS s'occuperait de la gestion individuelle de chaque cellule.
Pas sur que ce soit le meilleur rendement PV, peut être faut il chercher le MPP tout au long de la charge, donc utiliser un convertisseur DC MPPT- DC. Mais je doute que celà existe sur le marché!
Remarque : L'ensemble de mes propos est personnel et mes interventions en tant que modérateur sont de couleur verte ou rouge
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar tignous84 » 09 janv. 2019 09:56

Hum,intéressant mais il va falloir soigner la connectique avec une puissance pareille et des dépliages / repliages quotidiens
Mon installation en autoconstruction:
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar RemiEVWT » 09 janv. 2019 10:03

alexi92 a écrit :Bonjour

pour optimiser les charges, vous devez rouler la nuit et charger en journée ?

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Bonjour Alexi,

En effet le but est de rouler quand le soleil est couché pour maximiser la production en mode "déployé".

Mais c'est n'est pas une course donc on roulera aussi un peu de jour...

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar RemiEVWT » 09 janv. 2019 10:16

ericg a écrit :Joli projet!
La presentation indique la moitié de capacité dans le van et l'autre moitié dans la remorque, soit 2*8 modules Tesla.
Chaque module TESLA est normalement constitué de cellules 18650, 3,2 Ah. Les modules sont en 6S74P si j'ai bien fait mes devoirs...

TU peux confirmer comment tu comptes utiliser ces batteries:
-16 modules en série (donc une interconnection série entre le Van et la remorque), ce qui amène bien à environ 400Vdc pour le pack ou alors
-2 X 8 modules en série, les packs étant branchés en parallèle entre la remorque et le van, soit 200VDc en nominal.
Celà peut changer la reflexion car si c'est 2 pack de 8 en parallèles, ils ne seront pas déchargés de la même façon très certainement, donc celà revient à recharger 2 batteries et non une seule.

D'autre part, tu as je suppose prévu un BMS? quel modèle? est il actif aussi à la décharge?

Je pense qu'il faut essayer de rester autant que faire ce peut en DC des panneaux à la batterie, pour limiter les pertes de conversion...La charge des accus lithium etant de type Courant constant en début de charge puis voltage constant en fin de charge, on peut imaginer pour la phase bulk (courant constant) utiliser des strings de modules PV en direct, à Isc. La tension du string s'alignera sur celle du pack puis remontera doucement au fil de la charge. Il restera à limiter la tension à 4,2V (tension max par cellule) * 6S (par module Tesla) *8 (nombre de module Tesla en série) soit 201.6 DC pour la partie charge finale.
Le BMS s'occuperait de la gestion individuelle de chaque cellule.
Pas sur que ce soit le meilleur rendement PV, peut être faut il chercher le MPP tout au long de la charge, donc utiliser un convertisseur DC MPPT- DC. Mais je doute que celà existe sur le marché!


Salut Eric,

Oui les devoir sont bien fait ;-)

Alors mes 16 modules sont câblés en série (400Vdc) et sont finalement tous dans le van pour éviter des connexions dangereuses et un écart de balance, entre le van et la remorque.
Pour info un module Tesla c'est :
- 6s/74p - 444 x 18650 3,4Ah Cells
- Capacity: 235Ah, 5,2kWh
- Weight : 25 kg
- 209 Wh/kg
- Discharge current : 1C=246 A
- Max Discharge Current (max, 3s) : 6,5C=1,520 A
- Dimensions : 685x300x75 mm
- Module voltage nominal : 21V (18,6V mini to 24,9V max)
- Cell voltage 3,3 V mini to 4,150 V maxi (nominal 3,85V)

J'utilise un BMS de chez ORION, qui surveille toutes les cellules, les tensions, les températures, résistances interne et courant.
Il est 100% programmable et protège les batteries de toutes utilisation hors spectre, il gère le refroidissement et le réchauffage du pack ainsi que la recharge via communication CAN BUS avec les chargeurs.

J'ai deux problèmes :
1 ) La tension de mes strings de PV ainsi câblé, est trop faible pour permettre de charger en DC/DC direct.
2) Si je passe par l'AC je dois absolument pouvoir faire varier la puissance de mes chargeurs (2 x 7 kW) pour suivre la production photovoltaïque. (mais mon BMS n'est pas conçu pour ça)

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar alexi92 » 09 janv. 2019 10:52

Pour gagner sur les batteries en journée...faut rajouter sur le combi une voile de
type kitesurf... :lol:

On ne rigole pas... :shock:

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar silicium81 » 09 janv. 2019 11:02

Pour moi, ça va être très compliqué de passer par l'AC... Il faut augmenter le nombre de panneaux en série pour charger en DC !

Ou utiliser un convertisseur DC-DC boost, mais je passe mon tour pour du 400V... ;)
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar tignous84 » 09 janv. 2019 11:09

C'est un problème qui se pose avec des VE de 50kW ..si on veux rester avec des courants raisonnables ,
il faut monter en tension (en attendant les supraconducteurs à haute température) ;)
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar ericg » 09 janv. 2019 11:40

En passant sur 4 string de 10 panneaux, on arrive en DC au delà des 400V, compatible avec un chargement direct...
Pour moi, il me semble que le chargeur se "limite" à une alimentation stabilisée en tension, qui accepte de débiter l'intensité maximale disponible sans se mettre en défaut. C'est le principe de rechargement des batteries de vélos electrique: l'alimentation débite son intensité maxi (quasi court circuit) tant que la tension n'atteint pas son maxi, puis elle passe en regulation de tension et l'intensité se limite automatiquement.
Utiliser un MPP implique un convertisseur DC-DC boost lorsque le point de MPP sera à une tension inférieure à celle du pack, typiquement vers la fin de charge.
J'ai beau le tourner dans tous les sens, dans le cas d'un chargeur où l'on cherche l'intensité max, travailler en Isc me semble le plus pertinent, je ne vois pas ce qu'apporterait un MPP dans ce cas, sauf si la tension à vide du champ solaire est inférieure à celle du pack, au quel cas il faudrait la booster pour récuperer quelques ampères...

C'est le BMS qui gèrerait l'equilibrage et la coupure de la charge lorsque toutes les cellules ont atteint leur tension maxi.
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar silicium81 » 09 janv. 2019 11:46

Oui, mais on n'est pas en Isc mais en Imp (qui convient très bien comme point de fonctionnement à défaut de MPPT)
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar ericg » 09 janv. 2019 11:58

Effectivement, je me suis trompé, l'intensité va se balader sur la courbe au fur et à mesure que la tension du pack va monter.
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar RemiEVWT » 09 janv. 2019 14:38

Merci pour vos retours et ces nouveaux points de vues.

Quel type de matériel avez vous en tête pour gérer ce type de MPP ?

Voici un DC/DC boost de 20kW qui pourrait faire l’affaire :
https://www.tame-power.com/fr/convertis ... kw-80-150v

Il me faudra développer un module de commande CAN BUS pour gérer ce type de matériel ?

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar coucou39 » 09 janv. 2019 14:43

navré de casser l'ambiance,
il faudra surtout
- recabler les panneaux (car Vin = 150V max)
- prévoir un refroidissement liquide :shock:
- et, à mon avis, un budget conséquent. Assieds toi avant d'ouvrir leur courriel de réponse :? .

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar tignous84 » 09 janv. 2019 14:50

ça monte vite ,même avec 95% de rendement ,on se retrouve avec 1 kW à évacuer en chaleur !
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar ericg » 09 janv. 2019 16:05

Je me pose la question du gain du MPPT. J'écris peut être une grosse bêtise mais...
-la tension basse batterie est 3.3V*96= 316.8V
-la tension haute est de 4.15V*96= 398.4V.
Si l'on part sur des strings de 9 modules en série, on a un Voc de 432.27V et Vmpp de 351.99.
SI l'on part sur un branchement direct, on aura la tension des PV imposée par la tension batterie avec Isc dispo.
Si l'on raisonne à irradiation maximale:
-avec MPP, on a une puissance d'entrée constante de 351.99*Impp= 3037W par string
-Sans MPP, on va avoir P=Vpack*Isc jusqu'au point d'inflexion de la courbe I/V des panneaux (malheureusement non dispo). De ce que j'ai trouvé, la courbe I est plate tant que V augmente jusqu'à une certaine valeur puis diminue.
Donc en début de charge: 316.8*9,15A=2898W, qui va augmenter en même temps que la tension du pack va augmenter.
Vers la fin de charge, I va diminuer et il faudra limiter la tension des panneaux à 398,4V.
La perte de puissance entre branchement direct/MPP me semble très faible...et encore je ne tiens pas compte des pertes de rendement du MPP et du convertisseur DC-DC

Je pense que les courbes se decalent de façon homogène en cas d'irradiation plus faible et qu'un MPP ne sortira pas beaucoup plus de W qu'un fonctionnement à ISC dans la plage de tension du pack...

En tout état de cause, je pense qu'il est plus interessant de travailler avec une tension PV supérieure ou églae à la tension du pack, celà evite les conversions "Boost"...

Bon, il doit y avoir plein d'erreur dans mon raisonnement...et il reste la régulation de tension en fin de charge à gérer, de même que les connexions/deconnexions des PV au pack, on travaille à des tensions largement létales!
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar tignous84 » 09 janv. 2019 17:14

Ton raisonnement n'est pas mauvais ;la résistance interne des batteries est très faible vis à vis de celle des PV en série.
Pas besoin de limiter en courant ;
par contre ,il faut impérativement limiter en tension
un Switch qui tient 500 V et pas mal de courant ;)
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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar planetaire » 09 janv. 2019 21:03

Bonjour,

Entre les panneaux solaires et les accus:
Je propose une piste avec du matériel eltek flatpack 2 HE: https://www.eltek.com/globalassets/impo ... -2.5-1.pdf

En en connectant 7 en série, en les pilotant via le bus can avec des isolateurs on peut avoir:

en entrée 185 à 275 V DC est-ce suffisant avec les panneaux ? Genre 5 en série et 8 en //
en sortie 7 x (43,5 à 57,6) soit 305 à 403 Volts DC
pMax 7 x 2 kW = 14 kW
Rendement 96%. Refroidissement par air à vitesse variable.
Masse 7 x 2kg = 14 kg

Il faut connecter les flatpack en // sur leur entrée et en série sur leur sortie et isoler chacun côté bus can.

Pour info j'en utilise 5 en série pour charger ma prius (en en pilotant 2)

P.S. La version 3 kW ne convient pas, elle n'accepte pas le DC en entrée.

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Re: Charger des batteries Tesla (Li-ion) à 400 Vdc avec 14kWc en off grid

Messagepar ericg » 09 janv. 2019 23:15

A priori ce convertisseur ne gère pas le MPPT des modules? Comment va-t-il se comporter lorsque les modules ne fourniront pas assez de puissance pour rester dans la plage de tension en entrée? Il faudra piloter la puissance de sortie via le bus?
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