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Diferencias en las dimensiones entre los módulos de batería de 24 kWh y 62 kWh del Nissan Leaf

23K views 19 replies 8 participants last post by  pjotri  
#1 ·
Estamos convirtiendo un coche de carreras todoterreno 4x4 a tracción eléctrica, usamos un Nissan Leaf 2015 como donante. Así que estamos usando ese motor y haciendo que los módulos de esa batería funcionen, pero necesitamos más capacidad. Así que estamos comprando un paquete de 62kwh.

Mi pregunta es si las dimensiones de los módulos individuales del paquete de 62kwh tienen dimensiones similares a las versiones de 24kwh. Además, si alguien tiene alguna idea sobre cómo conectar esto, estoy todo oídos. Estamos en el área de la Bahía, necesitamos toda la ayuda que podamos obtener.
 
#4 ·
Los módulos utilizados para los paquetes de 24 kWh, 30 kWh y 40 kWh del Leaf están configurados de forma idéntica (48 módulos en serie, módulos 2S2P, por lo que en total 96S2P, apilados físicamente en las mismas orientaciones y ubicaciones). Los módulos utilizados para el paquete de 62 kWh del Leaf son completamente diferentes, con 16 módulos de tres longitudes de pila diferentes para un total de 96S3P. La forma de la carcasa exterior del paquete es esencialmente la misma, pero más profunda para el paquete de 62 kWh (por lo que cuelga más abajo debajo del coche), pero todo en el interior está dispuesto y construido de forma completamente diferente.

Si está utilizando el paquete completo en su carcasa, el paquete de 62 kWh podría reemplazar cualquiera de los otros paquetes si tiene algo de altura adicional. Si está utilizando los módulos desde dentro de estos paquetes, no hay similitud y está comenzando de nuevo en el diseño del paquete.

Un enlace informativo (incluidas imágenes de los paquetes antiguos y nuevos):
 
#5 ·
Los módulos de 62 kWh parecen sospechosamente tener la misma configuración de orificios para pernos. Tendrás que encontrar una medida para estar seguro... El módulo de 24 kWh tiene orificios superiores a 190 mm de distancia, orificios inferiores a 160 mm de distancia, y los orificios superiores e inferiores están a 275 mm de distancia (esto fue solo una medición rápida con cinta métrica).

Dicho esto, los puntos de conexión son muy diferentes. No estoy seguro de si podrías construir una carcasa que funcionara para ambos, pero no lo sé. No parece que los módulos de 62 kWh puedan apilarse uno encima del otro a menos que se desmonten a nivel de celda.
 
#6 ·
Los módulos de 62 kWh parecen sospechosamente como si tuvieran la misma configuración de orificios para pernos. Tendrás que encontrar una medición para estar seguro... El módulo de 24 kWh tiene orificios superiores a 190 mm de distancia, orificios inferiores a 160 mm de distancia, y los orificios superiores e inferiores están a 275 mm de distancia (esta fue solo una medición rápida con cinta métrica)
Posiblemente, pero mientras que los módulos originales estaban en 6 pilas verticales y una pila horizontal, los nuevos están en 16 pilas verticales, por lo que, aunque el espaciamiento de los orificios de adelante hacia atrás en la pila vertical (presumiblemente las dimensiones de 160 mm y 190 mm, aunque serían "delante" y "detrás" en lugar de "arriba" y "abajo" en una pila horizontal, como está orientado debajo del asiento trasero de un Leaf) podría coincidir razonablemente, el espaciamiento de lado a lado en la pila vertical (la dimensión de 275 mm) parece poco probable que coincida.

¿Es esto lo que quieres decir con esas dimensiones?
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No parece que los módulos de 62 kWh puedan apilarse unos sobre otros a menos que se desmonten al nivel de la celda.
Estoy de acuerdo; estos son como la mayoría de los módulos de celdas de bolsa ahora: se pueden apilar a cualquier longitud deseada si se modifican las conexiones soldadas de celda a celda y de celda final a terminal del módulo, pero simplemente poner una pila encima de otra requeriría una estructura interesante entre los módulos.
 
#9 ·
Gran discusión

Tremelune, estoy de acuerdo en que los orificios para los pernos parecen sospechosamente iguales, sin duda al menos similares. Es bastante evidente que tienen el mismo diseño general donde los pernos pasan por completo. Si este es el caso, debería funcionar para el diseño actual de mi paquete, siempre que tengan menos de 10 pulgadas de ancho más o menos.

olegil Estoy totalmente de acuerdo con sus presunciones sobre la configuración de la celda. Mi principal preocupación también es cómo se conectan específicamente las celdas. La soldadura por láser se menciona en los materiales de marketing, esto es una indicación de que lo que está detrás de ese plástico ***** podría no ser fácil de conectar a un BMS común para que pueda usar modelos más antiguos y nuevos en el mismo automóvil. Pero si de alguna manera puedo obtener conexiones en cada una de las 96 celdas, debería estar bien.

Estoy intentando comprar un 62kwh, espero que esté en camino hacia mí en breve. Compartiré lo que encuentre en el desmontaje.

Esto es lo que tengo hasta ahora, todavía está evolucionando. Con la esperanza de que las celdas de alta capacidad quepan en los bastidores que he construido, o al menos puedo hacer un nuevo bastidor que funcione con los rieles que tengo, para poder mantener todo intercambiable entre paquetes de alta y baja capacidad.
 
#11 ·
... Estoy de acuerdo en que los orificios para los pernos parecen sospechosamente iguales, sin duda al menos similares. Es bastante evidente que tienen el mismo diseño general donde los pernos pasan por completo. Si este es el caso, debería funcionar para el diseño de mi paquete actual, siempre que tengan menos de 10 pulgadas de ancho.
Los módulos antiguos están en cuatro pilas a cada lado, el lado corto del módulo de adelante hacia atrás en el automóvil, más una pila horizontal con el lado largo del módulo de adelante hacia atrás en el automóvil. Los nuevos módulos están en cuatro filas de pilas, con el lado largo del módulo de adelante hacia atrás en el automóvil. Entonces, cuatro veces el nuevo lado largo es aproximadamente igual a cuatro veces el lado corto antiguo más un lado largo.

Los módulos antiguos miden 303 mm por 223 mm, por lo que el total de los módulos de adelante hacia atrás es de 4 x 223 + 303 = 1195 mm. Dado que los nuevos módulos están un poco más apretados en la caja, eso significa que los nuevos módulos tienen al menos 1195 / 4 = 299 mm de largo... podrían tener la misma longitud que los módulos antiguos.

Pero su preocupación no es esta dimensión, sino el lado más corto de la celda y el ancho del módulo resultante. Cuatro módulos apenas caben dentro del ancho interno de la caja de la batería, por lo que, siempre que ese ancho interno sea inferior a 40 pulgadas, los módulos tendrán menos de 10 pulgadas de ancho. El ancho de los módulos antiguos no está relacionado, pero resulta ser de 223 mm, o 8,8 "

En lugar de reconfigurar los módulos, dado el diseño del bastidor, me parecería más lógico usar los nuevos módulos por separado, con espacios mínimos entre ellos en el bastidor. Para que todo el paquete de 62 kWh quepa, cada uno de los cuatro bastidores necesitaría contener un módulo 7S3P, dos módulos 4S3P y un módulo 9S3P... como una de las cuatro filas de adelante hacia atrás del paquete Leaf original, pero con los módulos girados de lado.
 
#12 ·
Estamos convirtiendo un coche de carreras todoterreno 4x4 a tracción eléctrica, usamos un Nissan Leaf 2015 como donante. Así que estamos usando ese motor y estamos haciendo que los módulos de esa batería funcionen, pero necesitamos más capacidad. Así que estamos comprando un paquete de 62kwh.
Voy a hacer una pregunta sobre tu problema inicial, que podría ser delicada, así que no dudes en no responder si no quieres responder jaja.

Mirando las fotos que publicaste, parecía que originalmente te sentías cómodo usando el paquete de 30kWh del Leaf 2015 sin ningún plan de aumento de capacidad, llegando a construir los marcos para sostener solo esos módulos y nada más.

Solo en este momento te diste cuenta de que no era suficiente, y necesitas cambiar/agregar los módulos de 62kWh. Así que ahora te enfrentas a un problema sobre cómo administrar las dimensiones y si necesitas construir un nuevo marco, etc.

Mi pregunta es: ¿qué causó el cambio en esta decisión? ¿Fue una suposición inicial sobre tu uso que pensaste que no necesitarías tanta capacidad, pero al final te diste cuenta de lo contrario? ¿O fue una restricción de espacio inicial que ahora es un poco más grande para que puedas permitirte meter más módulos? ¿o...?

Espero que tu respuesta ayude a otros miembros a evitar tal escenario en el futuro de tener que reconstruir sus paquetes a mitad de la conversión
 
#13 ·
ishiwgao Gran pregunta, ciertamente no me ofendo, esta es una discusión abierta donde todo lo relevante es válido.

Me gusta mucho el rock crawling. Es súper divertido. Conducción muy técnica, de ritmo lento, por lo que en su mayor parte hay poco riesgo de lesiones y, al mismo tiempo, la adrenalina se mantiene alta. Tenía un Toyota 4runner de 1989 con eje sólido intercambiado, diferenciales bloqueados con engranajes más bajos, ejes de chromoly y neumáticos de 39". Es muy divertido ir a un fin de semana de acampada/wheeling donde básicamente conduces por senderos, bebes cerveza, comes comida y dices tonterías todo el día y la noche.

Parte de ir fuera de la carretera con camiones viejos, destrozados y descuidados es que casi siempre están a punto de averiarse por muchas razones. Creo que un motor eléctrico y baterías, después de que se solucionen algunos problemas, serán significativamente más confiables que el antiguo ICE de Toyota y los sistemas de soporte. Más tiempo divirtiéndonos, menos tiempo averiados en los pocos fines de semana al año que nos reunimos.

El rock crawling específicamente también es adecuado para la propulsión eléctrica, donde se desea un par motor bajo en lugar de una salida alta sostenida. Puedes divertirte todo el día en un rock crawler y nunca ir más allá de un radio de 5 millas del campamento o ir a más de 20 mph.

Así que he estado hablando/soñando con esto durante años, y finalmente sobrecalenté mi motor a principios de este año y no vale la pena repararlo. Mucha reflexión/investigación, incluida la orientación de este sitio, además de las limitaciones presupuestarias, me llevaron a los componentes Leaf. Se podría obtener un Leaf en funcionamiento en el rango de ~$3500, lo que generaría un motor y baterías. Thunderstuck tiene el Leaf VCU por $500, y sabía que habría más componentes para comprar, pero pensé que esta era la forma más económica de obtener mi 'runner de-ICEd con un motor de CA moderno y potente (regen) con baterías de iones de litio. Sabía que la capacidad no sería excelente, pero decidí que era un compromiso que estaba dispuesto a aceptar por ahora. La idea era ponerlo en funcionamiento y conducir, y con el tiempo actualizar las baterías. Así que compré un donante en septiembre del '20, un título de salvamento Leaf 2015 de 50k funcionando y conduciendo por $4000 y comencé a recolectar piezas.

Luego recibí una llamada que decía que habría una nueva clase solo para vehículos eléctricos en el evento King of the Hammers de febrero de 2021. KOH es el evento de rock crawling más grande del mundo, más de 50,000 personas asisten anualmente durante una semana de carreras en el desierto de So Cal.
Element of Survival es un video realmente genial para ver y tener una idea de los autos y el terreno, se pueden encontrar fácilmente muchos otros videos que documentan la carrera.

Fue entonces cuando el plan cambió, sabía que tenía que competir. Un equipo estaba formado por compañeros de trabajo, amigos y familiares. No tenemos tiempo para convertir mi Toyota destrozado en un coche de carreras debido a lo que se requiere para la seguridad. Un amigo que tenía un coche de carreras 4runner de la clase 4600 que había competido anteriormente en KOH ofreció su chasis para convertirlo. Así que vendí mi crawler y estoy totalmente dedicado a convertir este coche.

El desafío es un circuito de ~90 millas, con 2 paradas en boxes. Habrá una sección de aproximadamente 20 millas, parada en boxes, sección de 45 millas, parada en boxes y una tercera sección de ~20 millas. Incluirá colinas arenosas empinadas, rock crawling y largos tramos rectos. El paquete de 24kwh que venía en el coche no estará ni cerca de lograr esto. Decidimos que cambiar las baterías descargadas por las cargadas en el foso es como abordaremos el problema. Basado en la matemática de la servilleta, no se puede confiar en dos paquetes de 24kwh completamente cargados para llevar el vehículo 45 millas. Por lo tanto, necesitamos usar los paquetes de mayor capacidad del modelo posterior. Nos atenemos a los módulos Leaf porque ya he invertido en el Dilithium 96 cell BMS y me siento algo cómodo con ellos. Me gusta la simplicidad del diseño refrigerado por aire, aunque compromete el rendimiento.

Los paquetes de modelos tardíos son difíciles de encontrar. Encontré un depósito de chatarra que tiene un 40 y un 62, y están cobrando el mismo precio. Sé que el 40 se atornillará a lo que construimos, pero no pude convencerme de pagar el mismo precio por ~50% menos de capacidad. También estoy buscando activamente dos paquetes más, idealmente 1 40kwh y 1 24kwh. Eso nos daría muchas opciones de batería, y esos paquetes básicamente no tendrían más incógnitas en lo que respecta al embalaje/cableado. Además, después de la carrera, el plan general es conseguirme otro chasis de rock crawler, otro motor Leaf y dividir las baterías entre los dos vehículos, con el acuerdo de que el propietario de este coche comprará las baterías/electrónicos que permanezcan en su coche.

Eso prácticamente pone esta historia al día. Definitivamente, ha sido una evolución. Idealmente, habría habido un objetivo claro, una lista de componentes y un plan de ejecución desde el principio, pero así no es como está funcionando este. He aprendido mucho hasta ahora, esperando los datos del mundo real sobre el consumo de energía de los vehículos eléctricos en un vehículo 4x4 que pesa más de 5000 libras con neumáticos todoterreno de 35 pulgadas que viajan por algunos de los terrenos más accidentados del mundo.

El paquete de 62kwh se envía hoy desde Tennessee a California, no puedo esperar a recibirlo aquí y desarmarlo.

Fotos de Hammertown y acción de carrera en el sendero Backdoor, aproximadamente en 2015, quizás antes.
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#14 ·
Esa es una gran historia de cómo surgió el proyecto. Explica la razón del diseño del paquete, en módulos que obviamente están destinados a ser fácilmente extraíbles. También explica por qué lo que yo asumía que era una camioneta pickup tenía una extraña pared trasera de cabina y una jaula muy extraña: ¡no había pared trasera de cabina y la jaula continuaba sobre el asiento trasero porque era un 4Runner de primera generación! Debo admitir que no me había dado cuenta de la caída en el piso para el asiento trasero.
 
#15 ·
De acuerdo con brian_, eso fue muy bien escrito y una historia realmente interesante.
Espero que nos dé su opinión, mediciones y fotos del desglose tan pronto como sea posible. Podría ser muy útil para la siguiente persona.
Por lo que podemos decir hasta ahora, parece que los módulos que encuentras en los 62 kWh tendrán al menos longitudes y anchos similares, incluso si no son idénticos. No veo NADA que indique que estén usando una celda de bolsa diferente, el cambio de 40 a 62 kWh se puede explicar fácilmente por el cambio de la configuración 2P a 3P (la menor descarga máxima de cada celda, lo que resulta en menos pérdida en la resistencia interna, podría dar la capacidad de bonificación adicional).
Así que buena suerte, diviértete y mantente a salvo.
 
#16 ·
Recibí el paquete de 62kwh esta semana.
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Saqué los módulos individuales
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Esto es lo que hay detrás del plástico *****:
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Los módulos están hechos de lo que es esencialmente la misma celda, tiene una moldura ligeramente diferente en el borde, pero las dimensiones son casi las mismas.

No voy a desmontar los módulos. Parece que sería difícil volver a montarlo todo con una fiabilidad y densidad de energía similares. Voy a cortar y empalmar los cables bms existentes que ya sobresalen de los módulos y configurarlos en marcos similares a lo que he hecho con mi paquete de 24kwh.

Hágamelo saber si tiene alguna pregunta específica o fotos que le gustaría.
 
#17 ·
Recibí el paquete de 62 kWh esta semana.
¡Excelentes fotos detalladas! :)

No voy a desmontar los módulos. Parece que sería difícil volver a montarlo todo con una fiabilidad y densidad de energía similares.
El mayor problema probablemente serían las conexiones eléctricas a las pestañas de las celdas. Esas son soldaduras interesantes...

Voy a cortar y empalmar los cables BMS existentes que ya sobresalen de los módulos, y configurarlos en marcos similares a lo que he hecho con mi paquete de 24 kWh.
Suena bien. ¿Ha medido las alturas de los módulos para determinar la longitud total de cada una de las cuatro pilas que está montando? Presumiblemente, es más largo que las pilas actuales de 12 módulos cada una.