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Diferenças nas dimensões entre os módulos de bateria de 24 kWh e 62 kWh do Nissan Leaf

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23K views 19 replies 8 participants last post by  pjotri  
#1 ·
Estamos convertendo um carro de corrida offroad 4x4 para tração elétrica, usamos um Nissan Leaf 2015 como doador. Então, estamos usando esse motor e fazendo os módulos da bateria funcionarem, mas precisamos de mais capacidade. Então, estamos comprando um pacote de 62kwh.

A minha pergunta é se as dimensões dos módulos individuais do pacote de 62kwh têm dimensões semelhantes às versões de 24kwh. Além disso, se alguém tiver alguma informação sobre como conectar isso, estou à disposição. Estamos na área da baía, precisamos de toda a ajuda que pudermos obter.
 
#4 ·
Os módulos usados para os pacotes de 24 kWh, 30 kWh e 40 kWh do Leaf são configurados de forma idêntica (48 módulos em série, módulos 2S2P, portanto, 96S2P no geral, empilhados fisicamente nas mesmas orientações e locais). Os módulos usados para o pacote de 62 kWh do Leaf são completamente diferentes, com 16 módulos de três comprimentos de pilha diferentes para um total de 96S3P. A forma da caixa externa do pacote é essencialmente a mesma, mas mais profunda para o pacote de 62 kWh (então ele fica mais baixo sob o carro), mas tudo dentro é organizado e construído de forma completamente diferente.

Se você estiver usando o pacote completo em sua caixa, o pacote de 62 kWh pode substituir qualquer um dos outros pacotes se você tiver um pouco de altura extra. Se você estiver usando os módulos de dentro desses pacotes, não há semelhança e você está começando de novo no design do pacote.

Um link informativo (incluindo imagens dos pacotes antigos e novos):
 
#5 ·
Os módulos de 62 kWh parecem muito suspeitos, como se tivessem a mesma configuração de furos para parafusos. Você terá que encontrar uma medição para ter certeza... O módulo de 24 kWh tem furos superiores a 190 mm de distância, furos inferiores a 160 mm de distância, e os furos superiores e inferiores estão a 275 mm de distância (esta foi apenas uma medição rápida com fita métrica).

Dito isso, os pontos de conexão são muito diferentes. Não tenho certeza se você conseguiria construir um gabinete que funcionasse para ambos, mas não sei. Não parece que os módulos de 62 kWh possam ser empilhados uns sobre os outros, a menos que sejam desmontados ao nível da célula.
 
#6 ·
Os módulos de 62 kWh parecem muito suspeitos, como se tivessem a mesma configuração de furos para parafusos. Você terá que encontrar uma medição para ter certeza... O módulo de 24 kWh tem furos superiores a 190 mm de distância, furos inferiores a 160 mm de distância, e os furos superiores e inferiores estão a 275 mm de distância (esta foi apenas uma medição rápida com fita métrica)
Possivelmente, mas enquanto os módulos originais estavam em 6 pilhas verticais e uma pilha horizontal, os novos estão em 16 pilhas verticais, então, embora o espaçamento dos furos de frente para trás na pilha vertical (presumivelmente as dimensões de 160 mm e 190 mm, embora fossem "frente" e "trás" em vez de "topo" e "fundo" em uma pilha horizontal, como é orientado sob o banco traseiro de um Leaf) pudesse razoavelmente corresponder, o espaçamento lado a lado na pilha vertical (a dimensão de 275 mm) parece improvável de corresponder.

É isso que você quer dizer com essas dimensões?
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Não parece que os módulos de 62 kWh possam ser empilhados uns sobre os outros, a menos que sejam desmontados ao nível da célula.
Eu concordo; estes são como a maioria dos módulos de células tipo pouch agora - eles podem ser empilhados em qualquer comprimento desejado se as conexões soldadas célula a célula e célula final a terminal do módulo forem modificadas, mas apenas colocar uma pilha em cima da outra exigiria uma estrutura interessante entre os módulos.
 
#9 ·
Grande discussão

Tremelune, concordo que os orifícios dos parafusos parecem suspeitosamente iguais, sem dúvida, pelo menos semelhantes. É bastante evidente que eles têm o mesmo design geral, onde os parafusos passam completamente. Se for esse o caso, deve funcionar para o design atual do meu pacote, desde que tenham menos de 10 polegadas de largura.

olegil Concordo totalmente com suas presunções sobre a configuração da célula. Minha principal preocupação também é como as células são especificamente conectadas. A soldagem a laser é mencionada nos materiais de marketing, isso é uma indicação de que o que está por trás daquele plástico preto pode não ser fácil de conectar a um BMS comum para que eu possa usar modelos mais antigos e novos no mesmo carro. Mas se eu puder de alguma forma obter conexões em cada uma das 96 células, devo estar bem.

Estou tentando comprar um 62kwh, espero que esteja a caminho de mim em breve. Compartilharei o que encontrar na desmontagem.

Aqui está o que tenho até agora, ainda está evoluindo. Esperando que as células de alta capacidade caibam nos racks que construí, ou pelo menos eu possa fazer um novo rack que funcione com os trilhos que tenho, para que eu possa manter tudo intercambiável entre pacotes de alta e baixa capacidade.
 
#11 ·
... Concordo que os orifícios dos parafusos parecem suspeitosamente iguais, sem dúvida, pelo menos semelhantes. É bastante evidente que eles têm o mesmo design geral, onde os parafusos passam completamente. Se for esse o caso, deve funcionar para o design do meu pacote atual, desde que tenham menos de 10 polegadas de largura.
Os módulos antigos estão em quatro pilhas de cada lado, lado do módulo curto frente-trás no carro, mais uma pilha horizontal com o lado do módulo longo frente-trás no carro. Os novos módulos estão em quatro fileiras de pilhas, com o lado do módulo longo frente-trás no carro. Portanto, quatro vezes o novo lado longo é aproximadamente igual a quatro vezes o lado curto antigo mais um lado longo.

Os módulos antigos têm 303 mm por 223 mm, então o total dos módulos de frente para trás é 4 x 223 + 303 = 1195 mm. Como os novos módulos são um pouco mais compactos no estojo, isso significa que os novos módulos têm pelo menos 1195 / 4 = 299 mm de comprimento... eles podem ter o mesmo comprimento dos módulos antigos.

Mas sua preocupação não é essa dimensão, mas o lado da célula mais curto e a largura do módulo resultante. Quatro módulos mal cabem na largura interna da caixa da bateria, então, desde que essa largura interna seja menor que 40 polegadas, os módulos terão menos de 10 polegadas de largura. A largura dos módulos antigos não é relevante, mas é de 223 mm, ou 8,8 "

Em vez de reconfigurar os módulos, dado o design do rack, faria mais sentido para mim usar os novos módulos separadamente, com espaços mínimos entre eles no rack. Para que todo o pacote de 62 kWh caiba, cada um dos quatro racks precisaria conter um módulo 7S3P, dois módulos 4S3P e um módulo 9S3P... assim como uma das quatro fileiras de frente para trás do pacote Leaf original, mas com os módulos virados de lado.
 
#12 ·
Estamos convertendo um carro de corrida offroad 4x4 para tração elétrica, usamos um Nissan Leaf 2015 como doador. Então, estamos usando esse motor e fazendo os módulos daquela bateria funcionarem, mas precisamos de mais capacidade. Então, estamos comprando um pacote de 62kwh.
Vou fazer uma pergunta sobre seu problema inicial, que pode ser sensível, então sinta-se à vontade para não responder se não quiser responder haha.

Olhando para as fotos que você postou, parecia que você estava originalmente confortável em usar o pacote de 30kWh do Leaf 2015 sem nenhum plano de aumento de capacidade, chegando a construir as estruturas para conter apenas aqueles módulos e nada mais

Só neste momento você percebeu que não era suficiente, e você precisa mudar/adicionar os módulos de 62kWh. Então, agora você está diante de um problema sobre como gerenciar as dimensões e se você precisa construir uma nova estrutura, etc.

A minha pergunta é: o que causou a mudança nessa decisão? Foi uma suposição inicial sobre seu uso que você achou que não precisaria de uma capacidade tão alta, mas no final você percebeu o contrário? Ou foi uma restrição de espaço inicial que agora é um pouco maior para que você possa se dar ao luxo de encaixar mais módulos? ou...?

Espero que sua resposta ajude outros membros a evitar tal cenário no futuro de ter que reconstruir seus pacotes no meio da conversão
 
#13 ·
ishiwgao Ótima pergunta, certamente não me ofendo, esta é uma discussão aberta onde tudo o que é relevante é válido.

Eu sou muito fã de rock crawling. É super divertido. Condução muito técnica, com ritmo lento, por isso, na maior parte do tempo, há baixo risco de lesões, mantendo a adrenalina em alta. Eu tinha um Toyota 4runner de 1989 com eixo sólido trocado, diferenciais bloqueados com engrenagens mais baixas, eixos de chromoly e pneus 39". É muito divertido ir para um fim de semana de acampamento/wheeling, onde você basicamente dirige em trilhas, bebe cerveja, come comida e fala besteiras o dia e a noite.

Parte de andar fora de estrada com caminhões velhos, danificados e negligenciados, é que eles estão quase sempre à beira de quebrar por muitos motivos. Acho que um motor elétrico e baterias, depois de alguns problemas resolvidos, serão significativamente mais confiáveis ​​do que o antigo ICE da Toyota e os sistemas de suporte. Mais tempo se divertindo, menos tempo quebrado nos poucos fins de semana por ano que nos reunimos.

Rock crawling especificamente também é adequado para tração elétrica, onde o torque de baixa rotação é desejado em vez de alta saída sustentada. Você pode se divertir o dia todo em um rock crawler e nunca ir mais longe do que um raio de 5 milhas do acampamento ou ir a mais de 20 mph.

Então, eu tenho falado/sonhado com isso por anos, e finalmente superaqueci meu motor no início deste ano e não vale a pena consertar. Muita reflexão/pesquisa, incluindo orientação deste site, além de restrições orçamentárias, me levaram aos componentes Leaf. Um Leaf rodando e dirigindo poderia ser obtido na faixa de ~$3500, o que renderia um motor e baterias. Thunderstuck tem o Leaf VCU por $500, e eu sabia que haveria mais componentes para comprar, mas achei que essa era a maneira mais econômica de obter meu 'runner de-ICEd com um motor AC moderno e potente (regen) com baterias de íon de lítio. Eu sabia que a capacidade não seria ótima, mas decidi que era um compromisso que eu estava disposto a aceitar por enquanto. A ideia era colocar a coisa para funcionar e dirigir, e com o tempo atualizar as baterias. Então, comprei um doador em setembro de '20, um título de salvamento Leaf 2015 de 50k rodando e dirigindo por $4000 e comecei a coletar peças.

Então recebi uma ligação dizendo que haveria uma nova classe apenas para EV no evento King of the Hammers de fevereiro de 2021. KOH é o maior evento de rock crawling do mundo, mais de 50.000 pessoas comparecem anualmente para uma semana de corridas no deserto da Califórnia.
Element of Survival é um vídeo muito legal para assistir e ter uma ideia dos carros e do terreno, muitos outros vídeos documentando a corrida podem ser encontrados facilmente.

Foi aí que o plano mudou, eu sabia que tinha que competir. Uma equipe foi formada por colegas de trabalho, amigos e familiares. Não temos tempo para transformar meu Toyota danificado em um carro de corrida devido ao que é exigido para segurança. Um amigo que tinha um carro de corrida 4runner da classe 4600 que já competiu no KOH ofereceu seu chassi para converter. Então, vendi meu crawler e estou totalmente focado em converter este carro.

O desafio é um circuito de ~90 milhas, com 2 paradas nos boxes. Haverá uma seção de cerca de 20 milhas, parada nos boxes, seção de 45 milhas, parada nos boxes e uma terceira seção de ~20 milhas. Ele incluirá colinas arenosas íngremes, rock crawling e longas retas planas. O pacote de 24kwh que veio no carro não estará nem perto de realizar isso. Decidimos que trocar as baterias descarregadas por carregadas no pit é como vamos resolver o problema. Com base na matemática do guardanapo, dois pacotes de 24kwh totalmente carregados não podem ser confiáveis ​​para levar o veículo 45 milhas. Então, precisamos usar os pacotes de maior capacidade do modelo posterior. Aderindo aos módulos Leaf porque já investi no Dilithium 96 cell BMS e estou um pouco confortável com eles. Gosto da simplicidade do design refrigerado a ar, mesmo que comprometa o desempenho.

Os pacotes de modelos tardios são difíceis de encontrar. Encontrei um ferro-velho que tem um 40 e um 62, e eles estão cobrando o mesmo preço. Eu sei que o 40 vai parafusar no que construímos, mas não consegui me convencer a pagar o mesmo preço por ~50% menos capacidade. Também estou procurando ativamente por mais dois pacotes, idealmente 1 40kwh e 1 24kwh. Isso nos daria muitas opções de bateria, e esses pacotes não teriam basicamente mais nenhuma incógnita quando se trata de embalagem/fiação. Além disso, após a corrida, o plano vago é conseguir outro chassi de rock crawler, outro motor Leaf e dividir as baterias entre os dois veículos, com o acordo de que o proprietário deste carro comprará as baterias/eletrônicos que permanecerem em seu carro.

Isso praticamente traz esta história até o momento. Definitivamente, tem sido uma evolução. Idealmente, teria havido uma meta clara, lista de componentes e plano de execução desde o início, mas não é assim que este está funcionando. Aprendi muito até agora, ansioso pelos dados do mundo real sobre o consumo de energia EV em um veículo 4x4 que pesa mais de 5000 libras com pneus offroad de 35 polegadas viajando em alguns dos terrenos mais difíceis do mundo.

O pacote de 62kwh é enviado hoje do Tennessee para a Califórnia, mal posso esperar para recebê-lo aqui e desmontá-lo.

Fotos de Hammertown e ação da corrida na trilha Backdoor, por volta de 2015, talvez antes.
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#14 ·
Essa é uma ótima história de como o projeto surgiu. Explica a razão do design do pacote, em módulos que obviamente se destinam a ser facilmente removíveis. Também explica por que o que eu estava assumindo ser uma picape tinha uma parede traseira da cabine estranha e uma gaiola muito estranha - não havia parede traseira da cabine e a gaiola continuava sobre o banco traseiro porque era um 4Runner de primeira geração! Admito que não tinha notado a queda no chão para o banco traseiro.
 
#15 ·
Concordo com brian_, isso foi muito bem escrito e uma história realmente interessante.
Espero que você nos dê feedback, medições e fotos da desmontagem o mais rápido possível. Pode ser muito útil para o próximo.
Pelo que podemos dizer até agora, parece que os módulos que você encontra nos 62 kWh terão pelo menos comprimentos e larguras semelhantes, mesmo que não sejam idênticos. Não vejo NADA que indique que eles estão usando uma célula de bolsa diferente, a mudança de 40 para 62 kWh pode ser facilmente explicada pela mudança da configuração 2P para 3P (a menor descarga de pico de cada célula, resultando em menos perda na resistência interna, pode dar a capacidade de bônus extra).
Então, boa sorte, divirta-se e fique seguro.
 
#16 ·
Recebi o pacote de 62kwh esta semana.
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Retirei os módulos individuais
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Aqui está o que está por trás do plástico preto:
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Os módulos são feitos do que é essencialmente a mesma célula, ele tem uma moldagem ligeiramente diferente na borda, mas as dimensões são quase as mesmas.

Eu não vou desmontar os módulos. Parece que seria difícil remontar tudo com confiabilidade e densidade de energia semelhantes. Vou cortar e emendar os fios bms existentes que já estão saindo dos módulos e configurá-los em estruturas semelhantes ao que fiz com meu pacote de 24kwh.

Avise-me se tiver alguma dúvida específica ou fotos que gostaria de ver.
 
#17 ·
Recebi o pacote de 62 kWh esta semana.
Ótimas fotos detalhadas! :)

Não vou desmontar os módulos. Parece que seria difícil remontar tudo com confiabilidade e densidade de energia semelhantes.
O maior problema provavelmente seriam as conexões elétricas com as abas das células. Essas são soldas interessantes...

Vou cortar e emendar os fios BMS existentes que já estão saindo dos módulos e configurá-los em estruturas semelhantes ao que fiz com meu pacote de 24 kWh.
Parece bom. Você mediu as alturas dos módulos para determinar o comprimento total de cada uma das quatro pilhas que você está montando? Presumivelmente, é mais longo do que as pilhas atuais de 12 módulos cada.