PSA:Batteripakke

Fra Elbil_Wiki
Hopp til: navigasjon, søk

Batteripakken (traksjonsbatteriene) i PSA bilene består av 20 eller 27 blokker (avhengig av biltype) av vannkjølte SAFT NiCd, med lut som elektrolytt. Blokkene er seriekoblet, og hele batteripakken har en spenning på 120 eller 163 volt. Når bilen lades, vil laderen sørge for å overlade batteripakken for å sørge for at alle blokkene blir ladet helt opp.

  • Saxo og P106 har 20 blokker fordelt på 3 kasser. 11'er kassen bak, 6'er kassen under foran og 3'er kassen oppe under panseret (se 5 på prinsippskisse Saxo). Totalt 120 volt. Fulladet vil spenningen ligge noe høyere, og kan komme helt opp mot 180 V ved lading.
  • Berlingo og Partner har 27 blokker fordelt på 4 kasser. En 6'er kasse bak, 11'er kassen midt under, en 6'er kasse under foran og 4'er kassen oppe under panseret (se 5 på prinsippskisse Partner). Totalt 163 volt. Fulladet vil spenningen ligge noe høyere, og kan komme helt opp mot 243 V ved lading.

Se bilder av batteriene her

OBS OBS ! For de som tror 6 voltsbatterier er helt ufarlig å jobbe med skal dere vite at spenningen stiger til langt over faregrensen ved seriekobling. Dvs dødlig spenning om du har uflaks. Om du kortslutter kan lysbuen som oppstår skape store skader på kropp (og sjel?) og det som måtte ta i mot kortsluttningsstrømmen som kan overgå 1000-1500 A Hvis du er usikker på hvordan du skal forholdle deg til dette bør du ikke skru selv!

PSAenes NiCd batterier kan hurtiglades hvis man har sepparat hurtiglader. De fleste PSAbilene er forberedt for hurtiglading via ladeluka.

Vedlikehold (Vannservice)

På grunn av fordamping av vannet i elektrolytten ved overlading, trenger batteripakken påfylling av demineralisert vann. BMSen teller opp antall amperetimer med overlading, og en melding i form av gul vannfyllingslampe vises på instrumentpanelet ved 870 til 1060 Ah overlading (avhengig av hva som er satt i komputeren). Dette skjer normalt etter 8 til 10000 kjørte kilometer, avhengig av lademønster og om man praktiserer Avbrutt lading. Dette er altfor sent! Erfaring viser at man bør fylle vann allerede ved 3000-4000 kjørte kilometer (tilsvarer ca 400 Ah overlading). Vannforbruket bør ligge på under 0,4 liter pr blokk. Dvs 8 liter for P106/Saxo, og 11 liter for Partner/Berlingo. Er forbruket over dette, så bør kjørelengden mellom vannservice reduseres. Vær også oppmerksom på at rekkevidden mellom hver lading er kortere om vinteren, så vannforbruket blir høyere. For å utføre vannservice selv behøver du et serviceintrument. Se også fylle vann på batteriet

Ladeprosess - Saftbatterier

Her er litt info om ladeprogrammer og ladekarakteristikk for SAFT NiCd batterier.

PSAenes NiCd batterier kan hurtiglades hvis man har sepparat hurtiglader. De fleste PSAbilene er forberedt for hurtiglading via ladeluka.

Ladekarakteristikk

PSA kan lades ved 10A, 13A eller 14A. Dette stilles inn med originalt diagnoseutstyr. 10A fra nettet gir ca. 16% per time, 13A fra nettet gir ca 20% per time og 14A Fra nettet gir ca 22% per time.

Etter normal lading til 100% (eller når spenningen når 160V) starter topplading på 5A. Topplading kjøres 15% av normalladingen. Om man for eksempel har starter ladingen på 35%, normallader bilen først 65% til 100%. Deretter starter topplading med 65Ah * 15% = 9,75Ah ved 5A.

Tabellen nedenfor angir omtrentlige ladetider for spesifisert restkapasitet for henholdsvis lading med 10A og 14A.

' Rest (%) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
10A Lading (10A) 6 15 5 56 5 38 5 19 5 00 4 41 4 23 4 04 3 45 3 26 3 08 2 49 2 30 2 11 1 53 1 34 1 15 0 56 0 38 0 19 0 00
Topplading (5A) 3 00 2 51 2 42 2 33 2 24 2 15 2 06 1 57 1 48 1 39 1 30 1 21 1 12 1 03 0 54 0 45 0 36 0 27 0 18 0 09 0 00
Total (T MM) 9 15 8 47 8 20 7 52 7 24 6 56 6 29 6 01 5 33 5 05 4 38 4 10 3 42 3 14 2 47 2 19 1 51 1 23 0 56 0 28 0 00
13A Lading (13A) 5 00 4 45 4 30 4 15 4 00 3 45 3 30 3 15 3 00 2 45 2 30 2 15 2 00 1 45 1 30 1 15 1 00 0 45 0 30 0 15 0 00
Topplading (5A) 3 00 2 51 2 42 2 33 2 24 2 15 2 06 1 57 1 48 1 39 1 30 1 21 1 12 1 03 0 54 0 45 0 36 0 27 0 18 0 09 0 00
Total (T MM) 8 00 7 36 7 12 6 48 6 24 6 00 5 36 5 12 4 48 4 24 4 00 3 36 3 12 2 48 2 24 2 00 1 36 1 12 0 48 0 24 0 00
14A Lading (14A) 4 33 4 19 4 05 3 52 3 38 3 25 3 11 2 57 2 44 2 30 2 16 2 03 1 49 1 35 1 22 1 08 0 55 0 41 0 27 0 14 0 00
Topplading(5A) 3 00 2 51 2 42 2 33 2 24 2 15 2 06 1 57 1 48 1 39 1 30 1 21 1 12 1 03 0 54 0 45 0 36 0 27 0 18 0 09 0 00
Total (T MM) 7 33 7 10 6 47 6 25 6 02 5 40 5 17 4 54 4 32 4 09 3 46 3 24 3 01 2 38 2 16 1 53 1 31 1 08 0 45 0 23 0 00

Reversering av Celler kontra introdusering av minneeffekt

En sprek og god batteripakke betinger at alle cellene jobber i lag, og har høyest mulig utnyttbar kapasitet. Selvutlading er en faktor en må ta hensyn til, og vil variere mellom cellene. Selvutladingen er betydelig like etter fullading, og avtar etter det. Det er logisk å tenke seg at selvutladingen øker med alderen på batteriet, men pålitelige måledata på dette foreligger ikke.

NiCd batteriene viser seg å ha en bemerkelsesværdig lik spenning under lading og utlading. De enkelte blokkene holder seg gjerne innenfor ca. 0,02 V forskjell i spenning. Vannkjølingen kan være der mer for å synkronisere temperaturen på blokkene, og dermed spenningen enn å faktisk kjøle dem.

PSA og Think følger SAFT sine anbefalinger for lading og utlading. Ladeprosessen inkluderer overlading for å ballansere cellene, og strømuttaket begrenses / stoppes når spenningen pr. blokk faller under ca 5V. Dette er strømkompensert, og en kan derfor ved større strømtrekk kunne observere lavere spenning.

Ved normal bruk av bilen, der en en "gang i blandt" havner inn i strømbegrensningsmodus, og lar bilens lader gjøre det den er programert for, vil batteripakken få den trimmen den trenger for å holde kapasiteten ved like.

Batteriene lagrer energi ved å bygge krystaller av Kadmium Hydroksid. Desverre vil disse krystallene søke sammen og danne større krystaller, som i verste fall kan vokse gjennom seperatoren og kortslutte cellene.[1] Slike store krystaller dannes dersom batteriet ikke blir ladet ut, eller står fullt oppladet over tid. Store krystaller gir lavere spenning, og kan vise seg som mindre utnyttbar kapasitet. Det er dette en refererer til som minneeffekt

Målinger viser at de fleste batteriene har 110- 120 Ahr total kapasitet, men at varierende del av denne kapasiteten ligger på et spenningsnivå som er lavere enn det bilene tillater en å dra batteriet ned i. I ekstreme tilfeller kan denne uutnyttbare kapasiteten overstige den utnyttbare kapasiteten.

Nye batterier er målt til ca 5 Ahr recond kapasitet som vi har valgt å kalle denne uutnyttbare kapasiteten. Brukte batterier annses som fullgode med opp til 15 Ahr recond kapasitet. Typisk for eldre PSA batterier er 10-15 Ahr, mens Think gjerne ligger på ca 10 Ahr. Grunnen til dette antas å være at et Think batteri aldri vil bli stående fulladet over tid grunnet høyt stillstandsforbruk av strøm fra 12V servicebatteriet, med påfølgende start av DC-DC converter og tilførsel av strøm fra traksjonsbatteriet. Det kan også ha en sammenheng med at Think drar batteriene helt ned i 4.47 V/blokk i snitt. I praksis vil dette på de aller fleste Think bilene bety reversering av den svakeste cellen, og en bør ikke kjøre spenningen under 5v / blokk eller 95V slik PSA gjør.

Det en bruker av disse batteriene kan gjøre for å holde batteriet veltrimmet, og begrense oppbygging av de store krystallene, er å bruke hele arbeidsområdet på batteriet, og ikke la batteriet stå oppladet over tid. Spesielt ikke fulladet. Det betyr i praksis at en 1-2 ganger i måneden begynner å kjøre bilen 10-20km så snart som mulig ( innen timer ) etter fullading. Etter det kan en over et par døgn tomkjøre bilen uten at dette skal medføre fare for reversering av celler. Lading bør dessuten planlegges slik at det gjøres før bruk av bilen i stedet for etter bruk. F.eks bør ikke bilen lades fredag ettermiddag, dersom neste bruk er mandag morgen.

En må alltid vurdere fordelen av tomkjøring opp mot faren for reversering av celler. Think og PSA er fra fabrikk ikke utstyrt med systemer som kan varsle om slik reversering, men systemer for ettermontering er utviklet.

Cellereversering er en tilstand en kommer opp i når en celle ikke lenger har mer strøm å bidra med. Siden alle cellene er seriekoblet, vil strømmen fortsette å gå også i den "tomme" cellen og reverslade denne. For å illustrere reverslading kan en tenke seg 2 celler i serie med en lyspere. Hver celle bidrar med 1,2V og peren ser 2,4 volt. Dette er p.g.a. at cellene er seriekoblet med pluss til minus. Dersom en nå bytter ut ene cellen med en strømforsyner på 1,2 volt, vil pæren fortsatt se 2,4 volt.

Problemet begynner idet den gjennværende cellen ikke lenger har strøm å levere til kretsen vår. Strømforsyneren gir ikke opp, og står grunnet seriekoblingen med pluss til minus på NiCd cellen, og minus via lyspæren vår til + på NiCd cellen. Nå er reverslading et faktum. NiCd tåler dette til en viss grad, og en kan dra mye strøm ut av en reversert celle. Likevel er dette på sikt skadelig for cellen.

Gjennombrenning / Eksplosjon

Gjennombrenning og eller eksplosjon er som regel et resultat av enten tørrkjøring av batteriene (manglende vannservice), eller at man har reverserte batterier som kjøres for hardt. Ved reversering av enkeltceller utvikles knallgass, som samler seg i toppen på batteriet, og følger vannslangene beregnet til vannservice. Får en så antenning av denne gassen kan en hel rad med blokker skades. Til tross for dette er det sjelden at den slik situasjon resulterer i full stopp av bilen, men redusert effekt får du garantert. Batterieksplosjon kan også føre til at kjølevæske renner ut - det kommer da ut av et hull midt under batterikassen.


Bilder av batterieksplosjon som har "tatt ut" hele 6'er kassen på en P106

6'er kasse topp ende1 ende2 side

Rekondisjonering av batteriene

NiCd batteriene har i utgangspunktet veldig lang levetid. Likevel har det vist seg at batteriene kan svikte, og at en må bytte ut en eller flere batteriblokker. Ved bytting av enkeltblokker er det en fordel å kjøre en full test på hver enkelt blokk. Dette kalles for recondisjonering.

Rekondisjoneringen kan fjerne en del store krystaller, og dermed øke kapasiteten på batteriblokkene. Rekondisjoneringen består i gjentatte utladinger og oppladinger uttover normalt arbeidsområdet på batteriet og etter prosedyre utarbeidet av flere elbil-entusiaster i fellesskap.

Rekondisjonering utføres bla av entusiaster, feks av "Boogie" og "Elektrolux" (legg gjerne til hvis du vet om flere).

Også firma Mantena utfører recondisjonering, men mange mener at deres prosedyre ødelegger flere batterier enn de redder.

Demontering av batterikassene

Se her for råd om løfting av bilen ved batteridemontering.

Saxo/P106

Her finner du en beskrivelse på hvordan batterikassene på en Saxo/P106 skal demonteres. Den er på engelsk.

Denne beskrivelsen mangler dessverre demontering av 6'er kassen (under foran). Se demontering av tilsvarende kasse på Berlingo/Partner, det er veldig likt.

Vær klar over at beskrivelsen er laget med fokus på demontering av hele kasser siden det er hva Citroen/Peugeot gjør. Den lille kassen i motorrommet trenger ikke løftes ut. Ta av lokket og ta ut blokkene enkeltvis. Det er lettere og går fortere. Beskrivelsen sier at man skal blokkere kjølevannsslanger med klemmer. Dette kan droppes da det er enklere å bare samle opp kjølevæsken som renner ut.

P106-demontere-batteri-bak.jpg

Følgende er en forholdsvis enkel og rimelig metode for å demontere bakre batterikasse, mao. 11-kassen:

  • Kjør bakhjulene opp på ramper eller jekk opp på bukker. Merk at du må ha ganske god klaring fra bakken for å få fram kassen.
  • Ta ut sikring og shunt av kassen, på hver side rett bak hvert hjul.
  • Skru ut strømkablene, de er festet med torx-skrue på kanten (forover) av sikring/shunt-holderne. Bare løsne skruene til kabelen løsner, ikke skru dem helt ut.
  • Koble fra kjølevannslangene foran for kassen (de to tykkeste gummislangene). Ha klar enten noe å plugge igjen eller klemme sammen rørene så ikke alt renner ut.
  • Trekk ut de to vannfyllingsslangene (de to tynneste gummislangene) ved niplene oppe bak på batterikassen. Legg merke til hvilken som er høyre og venstre. Plugg dem så det ikke kommer skit i rørene.
  • Legg en bjelke med tversoverstøtter under bilen og batteriet. Se bildet, hvor bjelken skal skyves framover innunder bilen. Jekk opp under bjelken slik at batteriet støttes (tenk på at du vil blokkere boltene minst mulig).
  • Batteriet er festet med tre bolter foran og tre bak. Mutterne er 18 mm og man trenger en dyp pipe. De bakre boltene er sveiset fast, de fremre boltene må man ta mothold på gjennom hull i bagasjerommet, under teppet og hvite plastpropper. Det er fem hull, boltene sitter i de tre midterste hullene. Bruk f.eks en 18mm pipe med forlenger(e) og en selvlåsende tang til motholdet, tangen vil stoppe mot rygglenet.
  • Løsne boltene og jekk ned. Bruk evt. to jekker. Bruk et kraftig brekkjern for å vippe bjelken over fra jekken og over på en rund vedkubbe eller kraftig rørbit. Legg noe tilsvarende under den andre enden av bjelken, så kan man rulle bjelken og batteriet fram, mens du nynner på "Walk Like An Egyptian".
  • Lokket på kassen er festet med klips, løsnes lett med f.eks et skrujern.

Berlingo/Partner

Her finner du en beskrivelse på hvordan batterikassene på en Berlingo/Partner skal demonteres. Den er på dansk.

Vær klar over at beskrivelsen er laget med fokus på demontering av hele kasser siden det er hva Citroen/Peugeot gjør. Den lille kassen i motorrommet trenger ikke løftes ut. Ta av lokket og ta ut blokkene enkeltvis. Det er lettere og går fortere. Ved demontering av 11'er kassen midt under må brekkwirene demonteres, og dette kan med fordel gjøres før bilen settes på bukker eller ramper. Min erfaring er at 11'er kassen lettest tas ut på bilens venstre side.

Blybatterier som alternativ til NiCd

PSA kan bygges om til å bruke blybatterier for fremdrift. NB.NB: En parameter i bilens computer må omprogrammeres til bly !!

Dette gir redusert rekkevidde. Erfaring viser maks 50-60 km. Men siden det ikke er så lurt (mhp levetid) å lade ut disse batteriene til mer en 75% - eller maks 50%, er den reelle (beste for batteriene) kjørelengden fra 12,5 km til 15 km, med maks på 30 km. Men så slipper man batteriservice og alt det der.

Om man skal bytte hele pakken blir bly billigere (ca. 30.000 vs. 120.000), men levetiden på blybatterier vil være kortere, og enda mere avhengig av kjøre/lade-stil enn NiCd (ref. over).

Det finnes eksempel på Saxo ombygget til blybatterier (Sonnenschein 6V/95Ah) i Norge som så langt har gått ca 15 000 km, og ser bra ut enda.

Men rekondisjonering (se over) pluss å bytte ut for dårlig blokker med "nye" (brukte!) gir oftest bedre resulatat til lavere pris. Hvis man velger bly, kan riktignok de gamle blokkene som viser seg OK etter rekondsjonering selges til andre for 2-3000 kr stykket, og da kan jo bly regnestykket komme positivt ut - på kort sikt.

12V batteri

Bilen har et vanlig 12V blybatteri for drift av forbrukere som lys, radio, viskere, computer etc. DC-DC omformeren omformer spenningen fra traksjonsbatteriet til ca 14,2V og holder dermed 12V batteriet toppet opp. Under stillstand vil bilen selv undersøke spenningen på 12V batteriet hver halvtime, og lade det ved behov. ( Det har nå kommet fram opplysninger som tyder på at dette kun gjelder serie 1000 og muligens 2000 Sagem bokser. ) I oppstartsfasen går en del strøm ut av batteriet, og det er viktig at 12V batteriet er sterkt nok til å holde spenningen oppe til DC-DC slår inn og hjelper til.

12V batteriet må aldri kobles fra bilen uten at en først har koblet vekk traksjonsbatteriet ved å ta ut en av shuntene eller sikringene på dette (A på bildet her).

Resultatet kan bli en ødelagt/brent DCDC, og svært dyr reparasjon. Citroen/Peugeot løser problemet med å bytte hele elektronikkassen. Den har en pris på 82 000,-

Det er enkelt å sjekke 12V batteriet på PSA; Ta ut en sikring til traksjonsbatteriet (se A på bildet her). Sett på nærlyset med tenningen av og traksjonsbatteriet frakoblet. Mål spenningen etter 1 time mens lyset fremdeles står på. Er spenningen over 10,5 Volt er alt OK. Metoden utnytter det faktum at nærlyset trekker ca 10A ut fra servicebatteriet, og det gir da ca 10Ahr på en time, som igjen er god nok kapasitet til vårt bruk.

Ved tilbakemontering av sikringen vil bilens DC-DC converter lade 12V batteriet opp igjen, ( gjelder kun tidlige serier av Sagem boksene ) men en kan med fordel sette på en 3 stegs seperat lader for å gi batteriet en skikkelig topplading.

Denne sjekken bør gjøres før vinteren biter seg fast. Grunnen til det er at blybatterier fungerer dårlig i kaldt vær, og det lille som var av kapasitet går fort mot null når vinteren kommer.

Hvis man opplever at SOC-meteret iblant "legger seg dødt" ved oppstart av bilen, kan det være et tegn på at 12V-batteriet er svakt.

Systemer for overvåkning av batteriene

PSA har ikke noe system for å melde fra om batterifeil. men det finnes batteriovervåkningsystemer som kan ettermonteres. Slike instrument vil oppdage batteriproblemer tidlig og kan dermed forhindre at ett eller flere batterier blir ødelagt.

PakTrakr

DET SER DESSVERRE UT SOM PAKTRAKR HAR LAGT NED VIRKSOMHETEN.

WEB-sidene var lenge "nede" og nå innholder adressen noe helt annet.

Utviklet av Ken Hall i USA. Til overvåking av individuell blokker i et traksjonbatteri. Tynne kabler kobles fra polene på hver blokk til en "remote", maks 8 blokker pr "remote", men pga fordelingen av i batterikassene på PSA er det mest hensiktsmessig å bruke 6-blokk remoter (4 stk på Saxo/P106 og 5 stk på Berlingo/Partner). Remotene seriekobles og den siste kobles til et display på dashet. Man kan lese av totalspenning og ladeprosent for batteripakken, strømtrekk, temperatur på hver remote, individuelle spenninger på hvert enkelt batteri. som ekstrautstyr RS232 tilkobling, med eller uten minnebrikke, for loging til PC (i praksis har det vist seg at de fleste dessverre har problemer med å få ut brukbare data pga støy).

6-blokks remoter for NiCd må spesialbestilles.

Dette var adressen for bestilling, men den inneholder nå noe helt annet.

Fordel: Overvåker hver blokk separat.

Ulempe: tungvint montering. Display/hovedenhet trekker kontinuerlig en svak strøm ut av de 2 første blokkene ved hver "remote". Har ikke lyd-alarm, så man må se på display for å oppdage varsel om problemer.

Display blir svakt/uleselig ved lav pakkespenning (når man har mest behov for det). Problemet minskes ved montering aå man kan se rett (90gr) på display'et.

Pris 490 USD komplett (inkl strømmåler). 410 USD uten logging til PC.

Robometer

Robometer er utviklet av Thunderteam etter idé fra "vår egen" Elektrolux. Er tiltenkt NiCd biler, men kan endres for bruk sammen med andre typer batterier også.

Instrumentet føler spenning på to halvdeler av batteripakken vha "senteruttak" og regner ut gjennomsnittlig blokkspenning. Dette muliggjør alarm dersom ett batteri er dårligere enn de andre, feks hvis en celle er i ferd med å reversere. Følsomheten er på 1/100V som er mer enn tilstrekkelig til å oppdage svake celler.

Trykk for større bilde

Instrumentet som er utviklet fra Thunterteam sin Litium BMS bruker i dette oppsettet en dobbelspenningssensorer, 1 tempsensorer og en strømsensor for å monitorere batteritilstanden.

Displayet viser totalspenning, beregnet blokkspenning, temperatur, Amper inn / ut, Ahr forbrukt, inklusiv indikasjon av antall Ahr overladet, og med automatisk nullstilling etter overlading.

Med et slikt instrument kan en i trygghet kjøre batteripakken tom og samtidig kapasitetsteste batteripakken. Hver kjørertur vil nemlig vise hvor mange Ahr som er forbrukt. Instrumentet har to alarmnivåer som gir pulserende alarm om en celle er i ferd med å reversere, og kontinuerlig alarm når dette er et faktum. Bildet viser Robometerets enkelte deler.


  • PSA Saxo/P106 brukes V. 2.xx og "senteruttaket" kobles på ledningen fra 6er kassen til 11er kassen.(For å minimalisere spenningstap i ledningene, og likevel ha en enkel montering kobles senteruttaket til denne ledningen like før den går inn i kabelgaten i senter av bilens underside.)
  • Til PSA Berlingo/Partner brukes universalversjonen 3.xx med en modifisert dobbelspenningsensorer.
  • Think må V 3.xx benyttes og det må legges ut et "senteruttak" mellom 9ende og 10ende blokk. Dessverre krever dette at batterikassen må ut. Legg derfor gjerne ut et slikt centeruttak hvis kassen likevel er ute. Sett også på en forlenger på minus ledningen slik at LEM strømsensoren senere kan tres over.

Bestilles via Elektrolux


Fordel: Enkel montering (veldig mye enklere enn PakTrakr).

Ulempe: Overvåker ikke hver blokk separat (men er det nødvendig?)

Pris

  • 350 Euro inkl. dobbelspenningssensorer, strømsensor og tempsensor, samt monteringsdetaljer.
  • Ekstra dobbelspenningsensorer koster 50 Euro.