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Différences de dimensions entre les modules de batterie de 24 kWh et 62 kWh de la Nissan Leaf

23K views 19 replies 8 participants last post by  pjotri  
#1 ·
Nous convertissons une voiture de course tout-terrain 4x4 en entraînement électrique, nous avons utilisé une Nissan Leaf 2015 comme donneur. Nous utilisons donc ce moteur et faisons fonctionner les modules de cette batterie, mais nous avons besoin de plus de capacité. Nous achetons donc un pack de 62 kWh.

Ma question est de savoir si les dimensions des modules individuels du pack de 62 kWh ont des dimensions similaires à celles des versions 24 kWh. De plus, si quelqu'un a des informations sur la façon de câbler cette chose, je suis tout ouïe. Nous sommes dans la région de la baie, nous avons besoin de toute l'aide possible.
 
#3 ·
Si je me souviens bien, les modules pour 24 kWh étaient disposés en 2S2P, mais pour les 62 kWh, c'était 2S4P.

Je ne suis pas sûr que cela soit considéré comme le double de l'épaisseur, mais au moins je suppose que ce ne sera pas similaire
Si elles sont plus épaisses, ce n'est pas grave. Ce que je recherche, ce sont les dimensions des trous qui les traversent
 
#4 ·
Les modules utilisés pour les packs de 24 kWh, 30 kWh et 40 kWh de la Leaf sont configurés de manière identique (48 modules en série, modules 2S2P, soit 96S2P au total, empilés physiquement dans les mêmes orientations et aux mêmes emplacements). Les modules utilisés pour le pack de 62 kWh de la Leaf sont complètement différents, avec 16 modules de trois longueurs d'empilement différentes pour un total de 96S3P. La forme du boîtier extérieur du pack est essentiellement la même, mais plus profonde pour le pack de 62 kWh (il pend donc plus bas sous la voiture), mais tout à l'intérieur est agencé et construit de manière complètement différente.

Si vous utilisez le pack complet dans son boîtier, le pack de 62 kWh pourrait remplacer n'importe lequel des autres packs si vous avez un peu de hauteur supplémentaire. Si vous utilisez les modules à l'intérieur de ces packs, il n'y a aucune similitude et vous recommencez la conception du pack.

Un lien informatif (comprenant des images des anciens et des nouveaux packs):
 
#5 ·
Les modules de 62 kWh ressemblent de très près à ceux qui ont la même configuration de trous de boulons. Vous devrez trouver une mesure pour être sûr... Le module de 24 kWh a des trous supérieurs espacés de 190 mm, des trous inférieurs espacés de 160 mm, et les trous supérieurs et inférieurs sont espacés de 275 mm (c'était juste une mesure rapide au ruban).

Cela dit, les points de connexion sont très différents. Je ne suis pas sûr que vous puissiez construire un boîtier qui fonctionnerait pour les deux, mais je ne sais pas. Il ne semble pas que les modules de 62 kWh puissent être empilés les uns sur les autres, à moins d'être démontés au niveau des cellules.
 
#6 ·
Les modules de 62 kWh ressemblent beaucoup à ceux qui ont la même configuration de trous de boulons. Vous devrez trouver une mesure pour en être sûr... Le module de 24 kWh a des trous supérieurs espacés de 190 mm, des trous inférieurs espacés de 160 mm, et les trous supérieurs et inférieurs sont espacés de 275 mm (ceci n'était qu'une mesure rapide au ruban)
Peut-être, mais alors que les modules d'origine étaient en 6 piles verticales et une pile horizontale, les nouveaux sont en 16 piles verticales, donc alors que l'espacement des trous avant-arrière dans la pile verticale (vraisemblablement les dimensions de 160 mm et 190 mm, bien qu'ils seraient "avant" et "arrière" plutôt que "haut" et "bas" dans une pile horizontale telle qu'elle est orientée sous le siège arrière d'une Leaf) pourrait raisonnablement correspondre, l'espacement latéral dans la pile verticale (la dimension de 275 mm) semble peu susceptible de correspondre.

Est-ce ce que vous entendez par ces dimensions ?
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Il ne semble pas que les modules de 62 kWh puissent être empilés les uns sur les autres à moins d'être démontés au niveau de la cellule.
Je suis d'accord ; ceux-ci sont comme la plupart des modules de cellules en poche maintenant - ils peuvent être empilés à n'importe quelle longueur souhaitée si les connexions soudées cellule à cellule et cellule d'extrémité à borne de module sont modifiées, mais le simple fait de mettre une pile sur une autre nécessiterait une structure intéressante entre les modules.
 
#9 ·
Grande discussion

Tremelune, je suis d'accord, les trous de boulons semblent suspectement les mêmes, sans aucun doute au moins similaires. Il est assez évident qu'ils ont la même conception générale où les boulons traversent complètement. Si c'est le cas, cela devrait fonctionner pour la conception de mon pack actuel, tant qu'ils ne dépassent pas 10 pouces de large environ.

olegil Je suis tout à fait d'accord avec vos présomptions concernant la configuration des cellules. Mon principal souci est également la façon dont les cellules sont spécifiquement fixées. Le soudage au laser est mentionné dans les documents marketing, ce qui indique que ce qui se trouve derrière ce plastique noir pourrait ne pas être facile à connecter à un BMS commun afin que je puisse utiliser les anciens et les nouveaux modèles dans la même voiture. Mais si je peux d'une manière ou d'une autre établir des connexions sur chacune des 96 cellules, je devrais être bon.

J'essaie d'acheter un 62 kWh, j'espère qu'il sera bientôt en route vers moi. Je partagerai ce que je trouverai lors du démontage.

Voici ce que j'ai jusqu'à présent, cela évolue encore. J'espère que les cellules haute capacité tiendront dans les racks que j'ai construits, ou du moins que je pourrai fabriquer un nouveau rack qui fonctionnera avec les rails que j'ai, afin de pouvoir tout garder interchangeable entre les packs haute et basse capacité.
 
#11 ·
... Je suis d'accord, les trous de boulons semblent suspects, sans aucun doute au moins similaires. Il est assez évident qu'ils ont la même conception générale où les boulons traversent de part en part. Si c'est le cas, cela devrait fonctionner pour la conception de mon pack actuel, tant qu'ils font moins de 10 pouces de large.
Les anciens modules sont en quatre piles de chaque côté, côté module court avant-arrière dans la voiture, plus une pile horizontale avec le côté module long avant-arrière dans la voiture. Les nouveaux modules sont en quatre rangées de piles, avec le côté module long avant-arrière dans la voiture. Donc quatre fois le nouveau côté long est à peu près égal à quatre fois l'ancien côté court plus un côté long.

Les anciens modules mesurent 303 mm sur 223 mm, donc le total des modules d'avant en arrière est de 4 x 223 + 303 = 1195 mm. Étant donné que les nouveaux modules sont un peu plus serrés dans le boîtier, cela signifie que les nouveaux modules mesurent au moins 1195 / 4 = 299 mm de long... ils pourraient avoir la même longueur que les anciens modules.

Mais votre préoccupation n'est pas cette dimension, mais le côté cellule plus court et la largeur du module qui en résulte. Quatre modules tiennent tout juste dans la largeur interne du boîtier de la batterie, donc tant que cette largeur interne est inférieure à 40 pouces, les modules feront moins de 10 pouces de large. La largeur des anciens modules n'est pas pertinente, mais est de 223 mm, soit 8,8 pouces.

Plutôt que de reconfigurer les modules, étant donné la conception du rack, il me semblerait plus logique d'utiliser les nouveaux modules séparément, avec des espaces minimes entre eux dans le rack. Pour que l'ensemble du pack de 62 kWh tienne, chacun des quatre racks devrait contenir un module 7S3P, deux modules 4S3P et un module 9S3P... comme l'une des quatre rangées avant-arrière du pack Leaf d'origine, mais avec les modules tournés sur le côté.
 
#12 ·
Nous convertissons une voiture de course tout-terrain 4x4 en entraînement électrique, nous avons utilisé une Nissan Leaf 2015 comme donneur. Nous utilisons donc ce moteur et faisons fonctionner les modules de cette batterie, mais nous avons besoin de plus de capacité. Nous achetons donc un pack de 62 kWh.
Je vais poser une question sur votre problème initial, qui pourrait être sensible, alors n'hésitez pas à ne pas répondre si vous ne voulez pas répondre haha.

En regardant les photos que vous avez postées, il semblait que vous étiez initialement à l'aise avec l'utilisation du pack de 30 kWh de la Leaf 2015 sans aucun plan d'augmentation de la capacité, allant jusqu'à construire les cadres pour ne contenir que ces modules et rien d'autre.

Ce n'est qu'à ce moment-là que vous avez réalisé que ce n'était pas suffisant, et que vous devez changer/ajouter les modules de 62 kWh. Vous êtes donc maintenant confronté à un problème sur la façon de gérer les dimensions et si vous devez construire un nouveau cadre, etc.

Ma question est : qu'est-ce qui a causé le changement de cette décision ? Était-ce une hypothèse initiale sur votre utilisation, dont vous pensiez que vous n'auriez pas besoin d'une si grande capacité, mais à la fin vous avez réalisé le contraire ? Ou était-ce une contrainte d'espace initiale qui est maintenant légèrement plus grande afin que vous puissiez vous permettre de glisser plus de modules ? ou... ?

J'espère que votre réponse aidera les autres membres à éviter un tel scénario à l'avenir, devant reconstruire leurs packs à mi-chemin de la conversion.
 
#13 ·
ishiwgao Excellente question, certainement aucune offense, il s'agit d'une discussion ouverte où tout ce qui est pertinent est abordé.

Je suis vraiment passionné par le rock crawling. C'est super amusant. Une conduite très technique, qui est lente, donc la plupart du temps, il y a peu de risque de blessure tout en maintenant l'adrénaline. J'avais un Toyota 4runner de 1989 à essieu rigide, des différentiels bloqués avec des rapports inférieurs, des essieux chromoly et des pneus de 39". C'est très amusant d'aller passer un week-end de camping/wheeling où vous conduisez essentiellement sur des sentiers, buvez de la bière, mangez et parlez de merde toute la journée et toute la nuit.

Une partie du hors-piste avec des camions vieux de plusieurs décennies, usés et négligés est qu'ils sont presque toujours sur le point de tomber en panne pour de nombreuses raisons. Je pense qu'un moteur électrique et des batteries, après quelques bogues corrigés, seront considérablement plus fiables que l'ancien moteur à combustion interne Toyota et les systèmes de support. Plus de temps à s'amuser, moins de temps à être en panne lors des quelques week-ends par an que nous passons ensemble.

Le rock crawling en particulier est également bien adapté à la propulsion électrique, où un couple faible est souhaité par rapport à une puissance élevée soutenue. Vous pouvez vous amuser toute la journée dans un rock crawler et ne jamais aller plus loin qu'un rayon de 5 miles du camp ou dépasser 20 mph.

Donc, j'en parle/rêve depuis des années, et j'ai finalement surchauffé mon moteur plus tôt cette année et cela ne vaut pas la peine de le réparer. Beaucoup de réflexion/recherche, y compris les conseils de ce site, ainsi que des contraintes budgétaires m'ont conduit aux composants Leaf. Un Leaf en marche pourrait être obtenu dans la gamme de ~3500 $, ce qui donnerait un moteur et des batteries. Thunderstuck a le Leaf VCU pour 500 $, et je savais qu'il y aurait plus de composants à acheter, mais j'ai pensé que c'était le moyen le plus économique d'obtenir mon 'runner dé-ICEd avec un moteur AC moderne et puissant (régénération) avec des batteries Li-ion. Je savais que la capacité ne serait pas excellente, mais j'ai décidé que c'était un compromis que j'étais prêt à faire pour l'instant. L'idée étant de faire fonctionner et conduire la chose, et avec le temps de mettre à niveau les batteries. J'ai donc acheté un donneur en septembre '20, un Leaf 2015 de 50k avec un titre de récupération en marche et en marche pour 4000 $ et j'ai commencé à collecter des pièces.

Ensuite, j'ai reçu un appel pour m'annoncer qu'il y aurait une nouvelle classe uniquement EV lors de l'événement King of the Hammers de février 2021. KOH est le plus grand événement de rock crawling au monde, plus de 50 000 personnes y assistent chaque année pour une semaine de course dans le désert de So Cal.
Element of Survival est une vidéo vraiment cool à regarder pour se faire une idée des voitures et du terrain, de nombreuses autres vidéos documentant la course peuvent être facilement trouvées.

C'est alors que le plan a changé, je savais que je devais concourir. Une équipe a été formée avec des collègues, des amis et de la famille. Nous n'avons pas le temps de transformer mon Toyota usé en voiture de course en raison de ce qui est requis pour la sécurité. Un ami qui avait une ancienne voiture de course 4runner de classe 4600 qui avait déjà participé à KOH a proposé son châssis pour la conversion. J'ai donc vendu mon crawler et je suis à fond dans la conversion de cette voiture.

Le défi est une boucle d'environ 90 miles, avec 2 arrêts aux stands. Il y aura une section d'environ 20 miles, un arrêt aux stands, une section de 45 miles, un arrêt aux stands et une troisième section d'environ 20 miles. Il comprendra des collines de sable escarpées, du rock crawling et de longues lignes droites plates. Le pack de 24 kWh qui était dans la voiture ne sera pas du tout suffisant pour cela. Nous avons décidé que l'échange de batteries déchargées contre des batteries chargées au stand est la façon dont nous allons aborder le problème. Sur la base du calcul sur une serviette, on ne peut pas compter sur deux packs de 24 kWh entièrement chargés pour faire parcourir au véhicule 45 miles. Nous devons donc utiliser les packs de modèles ultérieurs de plus grande capacité. S'en tenir aux modules Leaf car j'ai déjà investi dans le BMS Dilithium 96 cellules et je suis quelque peu à l'aise avec eux. J'aime la simplicité de la conception refroidie par air, même si cela compromet les performances.

Les packs de modèles récents sont difficiles à trouver. J'ai trouvé une casse qui en a un de 40 et un de 62, et ils facturent le même prix. Je sais que le 40 s'intégrera dans ce que nous avons construit, mais je n'ai pas pu me résoudre à payer le même prix pour ~50 % de capacité en moins. Je recherche également activement deux autres packs, idéalement 1 de 40 kWh et 1 de 24 kWh. Cela nous donnerait beaucoup d'options de batterie, et ces packs n'auraient pratiquement plus d'inconnues en matière d'emballage/de câblage. De plus, après la course, le plan vague est de me procurer un autre châssis de rock crawler, un autre moteur Leaf et de diviser les batteries entre les deux véhicules, sur un accord selon lequel le propriétaire de cette voiture achètera les batteries/l'électronique qui restent dans sa voiture.

Cela met à peu près cette histoire à jour. Cela a définitivement été une évolution. Idéalement, il y aurait eu un objectif clair, une liste de composants et un plan d'exécution dès le départ, mais ce n'est pas ainsi que cela se passe. J'ai beaucoup appris jusqu'à présent, j'ai hâte de voir les données du monde réel sur la consommation d'énergie des VE dans un véhicule 4x4 qui pèse plus de 5000 lb avec des pneus tout-terrain de 35 pouces parcourant certains des terrains les plus accidentés du monde.

Le pack de 62 kWh est expédié aujourd'hui du Tennessee vers la Californie, j'ai hâte de l'avoir ici et de le démonter.

Photos de Hammertown et de l'action de course sur le sentier Backdoor, vers 2015 peut-être plus tôt.
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#14 ·
C'est une excellente histoire sur la façon dont le projet a vu le jour. Elle explique la raison de la conception du pack, dans des modules qui sont évidemment destinés à être facilement amovibles. Elle explique également pourquoi ce que je supposais être un pick-up avait une étrange paroi arrière de cabine et une cage très étrange - il n'y avait pas de paroi arrière de cabine et la cage continuait au-dessus de la banquette arrière car il s'agissait d'un 4Runner de première génération ! J'avoue que je n'avais pas remarqué l'abaissement du plancher pour la banquette arrière.
 
#15 ·
D'accord avec brian_, c'était très bien écrit et une histoire vraiment intéressante.
J'espère que vous nous donnerez des commentaires, des mesures et des photos de la décomposition dès que possible. Cela pourrait être très utile pour le prochain.
De ce que nous pouvons dire jusqu'à présent, il semble que les modules que vous trouverez dans les 62 kWh auront au moins des longueurs et des largeurs similaires, même s'ils ne sont peut-être pas identiques. Je ne vois RIEN qui indiquerait qu'ils utilisent une cellule de poche différente, le passage de 40 à 62 kWh peut facilement s'expliquer par le passage de la configuration 2P à 3P (le courant de pointe inférieur de chaque cellule, entraînant moins de pertes en résistance interne, pourrait donner la capacité bonus supplémentaire).
Alors bonne chance, amusez-vous et restez en sécurité.
 
#16 ·
J'ai reçu le pack de 62 kWh cette semaine.
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J'ai sorti les modules individuels
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Voici ce qui se trouve derrière le plastique noir :
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Les modules sont constitués de ce qui est essentiellement la même cellule, elle a une moulure légèrement différente sur le bord, mais les dimensions sont à peu près les mêmes.

Je ne vais pas démonter les modules. Il semble que ce serait difficile de tout remonter avec une fiabilité et une densité énergétique similaires. Je vais couper et épisser les fils bms existants qui dépassent déjà des modules, et les installer dans des cadres similaires à ce que j'ai fait avec mon pack de 24 kWh.

Faites-moi savoir si vous avez des questions spécifiques ou si vous souhaitez des photos.
 
#17 ·
J'ai reçu le pack de 62 kWh cette semaine.
De superbes photos de détails ! :)

Je ne vais pas démonter les modules. Il semble que ce serait difficile de tout remonter avec une fiabilité et une densité énergétique similaires.
Le plus gros problème serait probablement les connexions électriques aux languettes des cellules. Ce sont des soudures intéressantes...

Je vais couper et épisser les fils BMS existants qui dépassent déjà des modules, et les configurer dans des cadres similaires à ce que j'ai fait avec mon pack de 24 kWh.
Ça a l'air bien. Avez-vous mesuré les hauteurs des modules pour déterminer la longueur totale de chacune des quatre piles que vous assemblez ? Vraisemblablement, c'est plus long que les piles actuelles de 12 modules chacune.