Pour me contacter, faire des remarques, signaler des erreurs, être avisé des mises à jour, etc... : guy.kohler@orange.fr                                                                               (mise à jour du 6 novembre 2017)


Pourquoi ces tests :

Après 3 années d’utilisation de 2 batteries PowerPack400, je remarque une baisse sensible de la capacité de ces batteries.

L’utilisateur ne dispose que très peu d’éléments pour évaluer l’état de ses batteries, à part les diagnostics des revendeurs Bosch. Ces diagnostics permettent essentiellement de connaître le nombre d’heures de fonctionnement, le nombre de charges complètes et le cumul des Ampère-heure (Ah) depuis la mise en service.

--- > Cette page web propose plusieurs moyens permettant d’avoir une idée plus ou moins précise de la capacité restante de la batterie. Une partie des manipulations est à effectuer uniquement par de bons connaisseurs en électronique et informatique au risque de se blesser ou d’endommager la batterie et/ou le chargeur.

 

Tests réalisés :

-      Monter une longue côte avec une pente constante (au moins 10%) et à vitesse constante en mode turbo. Noter le dénivelé réalisé à chaque extinction d’une des 5 leds indiquant la charge restante

-      Mesurer avec un Wattmètre la puissance prélevée sur le secteur (220 V) pour recharger une batterie totalement déchargée

-      Mesure en sortie du chargeur le courant effectivement fourni à la batterie lors d’une charge totale. Ceci a été réalisé en modifiant légèrement le câble de sortie du chargeur, et à l’aide d’un circuit « Arduino » qui calcule et affiche en temps réel la tension, le courant et la puissance fournie à la batterie.

-       

Matériel utilisé :

 

 

 

 

Batteries testés :

-      Batterie Bosch PowerPack 400 Wh ayant parcourue 13 000 km en 3 ans, d’un vélo acheté fin aout 2014, avec 156 cycles de charge pour 1554 Ah cumulés

-      Batterie Bosch PowerPack 400 Wh ayant parcourue 10 000 km en 3 ans, d’un autre vélo acheté fin aout 2014, avec 139 cycles de charge pour 1461 Ah cumulés

-      Batterie Bosch PowerPack 400 Wh ayant parcourue 2 000 km en 18 mois, d’un ami, avec 20 cycles de charge pour 204 Ah cumulés

 

Test dans une pente avec la batterie « 2000 km » :

La longue montée du Relais du Mont du Chat depuis le lac du Bourget (Savoie) est bien adaptée pour ce test. C’est un col « borné », il y a donc une borne kilométrique précisant l’altitude et la pente à chaque kilomètre, la borne " 0 km " se trouvant au sommet). Voici le trajet et dénivelé réel (les données GPS sont un peu décalées):
- trajet jusqu'à la borne 13 sans assistance
- trajet de la borne "13 km" (altitude 270 m) à la borne "7 km" (altitude 800 m), soit 6 km pour 530 mètres de dénivelé à 17,7 km/h en mode turbo
- retour à la borne "9 km" (altitude 600 m) sans assistance
- trajet de la borne "9 km" (altitude 600 m) à l'altitude 1440 m (batterie totalement vide), soit 8,4 km pour 840 mètres de dénivelé à 15,5 km/h en mode turbo
- changement de batterie pour aller au sommet et pour le retour

Pour info, vélo VTC Stevens avec motorisation Bosch Intuvia Active Line dans le pédalier, cassette 11x42, pignon 18 dents (x 2,5 = plateau de 45 dents), route bien macadamisée, poids vélo + cycliste + sac à dos = 97 kg

---> La batterie « 2 000 km » permet de faire 1370 mètres de dénivelé positif à 16,3 km/h dans une pente moyenne de 9,5 %

Petite question aux spécialistes et connaisseurs : pourquoi une batterie de 400 Wh relativement récente arrive à se vider en 53 minutes avec un moteur de 250 Watts utilisé à sa puissance maximale ? 
Théoriquement ceci fait 250 Watts x 53 minutes / 60 minutes = 221 Wh. Même en ajoutant la puissance nécessaire pour la gestion de l’électronique et l'affichage, on est loin des 400 Wh. Merci pour vos expériences et idées éventuelles !

 

Test dans une pente avec la batterie « 10 000 km » :

Dans la même montée, voici le trajet et dénivelé réel (les données GPS sont un peu décalées):
- trajet jusqu'à la borne 12 sans assistance
- trajet de la borne "12 km" (altitude 340 m) à la borne "7 km" (altitude 800 m), soit 5 km pour 460 mètres de dénivelé à 16,7 km/h en mode turbo
- retour à la borne "9 km" (altitude 600 m) sans assistance
- trajet de la borne "9 km" (altitude 600 m) à l'altitude 1435 m (batterie totalement vide), soit 8,35 km pour 835 mètres de dénivelé à 15,9 km/h en mode turbo
- changement de batterie pour aller au sommet et pour le retour

---> La batterie « 10 000 km » permet de faire 1295 mètres de dénivelé positif à 16,3 km/h dans une pente moyenne de 9,7 %

 

Test dans une pente avec la batterie « 13 000 km » :

Dans la même montée, voici le trajet et dénivelé réel (les données GPS sont un peu décalées):
- trajet jusqu'à la borne 12 sans assistance
- trajet de la borne "12 km" (altitude 340 m) à l'altitude 1460 m (batterie totalement vide) en 43 minutes, soit 11,6 km pour 1120 mètres de dénivelé à 16,2 km/h en mode turbo
- changement de batterie pour aller au sommet et pour le retour

Avec cette batterie, il est à noter que la puissance a diminué progressivement jusqu’à zéro sur les 200 derniers mètres parcourus : la jauge indiquant la puissance fournie baissait lentement alors que l’autonomie était encore de 2 km !

---> La batterie « 13 000 km » permet de faire 1120 mètres de dénivelé positif à 16,2 km/h dans une pente moyenne de 9,7 %

 

Altitude gagnée pour chaque tranche de 20 % de capacité de la batterie :

Les gains d’altitudes ont été relevés à chaque changement de tranche de 20% (les 5 barrettes) lors des 3 tests dans la montée au Relais du Mont du Chat :

 

 

Seuil

 

Batterie « 2 000 »

Seuils réels :

 

Batterie « 10 000 »

Seuils réels :

 

Batterie « 13 000 »

Seuils réels :

Passage de 5 à 4 barrettes

80 %

 

+ 295 m

78 %

 

+ 250 m

81 %

 

+ 250 m

78 %

Passage de 4 à 3 barrettes

60 %

 

+ 300 m

57 %

 

+ 280 m

59 %

 

+340 m

47 %

Passage de 3 à 2 barrettes

40 %

 

+ 290 m

35 %

 

+ 290 m

36 %

 

+280 m

22 %

Passage de 2 à 1 barrettes

20 %

 

+ 255 m

17 %

 

+ 270 m

16 %

 

+ 220 m

3 %

Batterie totalement vide

0 %

 

+ 230 m

 

0 %

 

+ 200 m

0 %

 

+30 m

0 %

 

 

Rechargement des batteries totalement déchargées :

Les mesures ont été effectuées avec le matériel de la photo tout en haut de cette page.

Selon les datasheet, les cellules de type 18650 Li-Ion des Powerpack 400 ont des rendements « charge/décharge » de 90%. Les valeurs en vert dans le tableau ci-dessous ont été calculées en partant de la puissance injectée multipliée par 90%

 

 

Puissance prélevée sur le secteur (+/- 10 Wh)

Puissance injectée dans la batterie (mesures)

Rendement calculé du chargeur

Perte de capacité de la batterie (*)

Capacité restante (*)

Capacité restante si la batterie a un rendement charge/décharge de 90 %

Capacité mesurée en décharge avec Imoy = 0,8 A et Vseuil = 31,5 V

Batterie « 2 000 km»

460 Wh

421 Wh

92 %

5 %

380 Wh

378 Wh

 

Batterie « 10 000 km »

410 Wh

383 Wh

93 %

14 %

346 Wh

345 Wh

325 Wh

Batterie « 13 000 km»

370 Wh

343 Wh

93 %

23 %

310 Wh

309 Wh

294 Wh

(*) nota : calculs effectués en partant du principe que la batterie « 2 000 km » a perdu 5 % de sa capacité, puis règle de trois sur la puissance injectée …

à Il est à remarquer que les deux méthodes de calcul donnent les mêmes résultats ! De plus le rendement du chargeur est constant (logique…).

è Une bonne approximation de la capacité restante d’une batterie peut être obtenue en multipliant la valeur lue avec un Wattmètre par 0,83

 

Décharge contrôlée d’une batterie totalement chargée :

Les mesures ont été effectuées avec un Arduino mesurant la décharge sur 19 résistances de puissance en parallèles, avec un courant moyen de 0,8 Ampères.

La décharge de la batterie « 10 000 km » a été arrêtée manuellement au bout de 9 heures et 52 minutes à la tension de 32 Volts. La puissance cumulée est de 292 Wh.

La décharge de la batterie « 13 000 km » a été arrêtée manuellement au bout de 11 heures à la tension de 32 Volts. La puissance cumulée est de 318 Wh.

Ces mesures sont à effectuer par des connaisseurs avertis. Il ne faut surtout pas faire de court-circuit entre les pôles + et – de la batterie. Risque de destruction et même d’explosion de la batterie. La tension basse limite de la batterie doit rester raisonnable, ici 32 Volts.

Une tension de 5 Volts doit être appliquée sur la troisième borne de la batterie pour permettre la décharge. Malgré cela, la décharge sera coupée au bout de 120 secondes. La tension de 5 Volts est alors supprimée, puis remise après 1 seconde. C’est l’Arduino (micro-calculateur) qui pilote cette action en plus de la collecte, l’affichage et l’envoi vers le PC des mesures. Les mesures envoyées vers le PC sont ensuite transformée en courbe par Excel.

Pour la batterie « 10 000 km »,  la décharge a été poussée jusqu’à 31,5 Volts sans que le BMS arrête la décharge, soit 18 minutes et 7 Wh de décharge supplémentaire…une barrette était toujours allumée.

Pour la batterie « 13 000 km »,  le BMS a arrêté la décharge à 31,38 Volts 8 minutes après le passage à 32 Volts, et une décharge supplémentaire de 2 Wh…Toutes les barrettes étaient éteintes.

 

Vous trouverez bientôt ici des courbes de charges de nos Powerpack 400 Wh Bosch

 

 

Nota : sur cette page web, une « batterie totalement déchargée » signifie une batterie dont le BMS empêche la décharge. En effet, les BMS des batteries Li-Ion mettent l’ensemble « en protection » dès qu’un seul des 10 éléments atteint le seuil bas de tension de 3,1 volts environ. De même le BMS arrête la charge de l’ensemble dès qu’un seul des éléments dépasse 4,3 ( ?) Volts environ.