Comment changer les batteries au plomb du vélo Madrid 24V de GreenCity par des LiPo

 
 


Le but est de remplacer les batteries au plomb d'origine par 4 batteries de 4s Lipo à 5000 mAh. Soit un total d'environ 30V à 10 Ah, soit 300 Wh.
Le principe est de raccorder chaque paire de 2 batteries en série pour obtenir 8s. Puis de raccorder les 2 packs obtenus en parallèle pour augmenter la capacité. Cela permet aussi de diviser par 2 les courants de décharge et donc de prolonger la durée de vie des batteries.
Si vous trouvez des packs de 8000 MAh et que cette autonomie vous suffit, alors seules 2 batteries vous suffiront. L'idéal serait de trouver directement des batteries 8s, 10 Ah !

Le matériel

Pour réaliser ce changement, il faut se procurer le matériel suivant :
  • 4 batteries 4s Zippy : capacité 5000 mAh. Il est important de prendre 4 batteries identiques (capacité, marque, etc...)
  • Le chargeur /équilibreur. C'est un chargeur "intelligent" permettant de s'assurer que la charge entre les cellules reste identique (équilibrage).
  • L'alim du chargeur. Cette alimentation n'est pas très puissante mais peu encombrante et suffisante pour une charge modérée. Par exemple max 2A. Pour une charge plus rapide (donc plus forte, il faut prévoir une alimentation plus puissante. Comme ceux .
  • Les cables d'équilibrage: Pour permettre de charger les batteries en veillant à ce qu'aucune cellule ne dépasse la tension maximale (sinon danger d'incendie !!)
  • Le Lipo saver: petit appareil électronique indispensable pour les longs trajets, qui veille à ce que les tensions de chaque cellule ne descendent pas au dessous d'un certain seuil, sinon il y risque de détérioration de la cellule. Une alarme retentit alors.
  • du câble (genre câble de récupération 220 V devrait suffire)
  • de la gaine thermo rétractable : matériau classique dans le monde du modélisme et du bricolage du monde électronique qui permet d'isoler une connexion après la soudure.
  • Faire 4 câbles de dérivation en Y
  • Pour cela acheter 12 prises bananes. 6 mâles et 6 femelles

    Les outils

  • Un fer à souder.
  • Perso, un 30W m'a suffit car je n'ai pas démonté les cellules. J'ai simplement coupé les fils d'équilibrage et je les ai soudés entre eux (voir plus bas)
  • Un multimètre ou voltmètre
  • Un bon sèche cheveux;  !

     

    Le montage

    Ouvrir le boîtier et retirer les anciennes batteries

    Démonter le boîtier à l'aide des 4 vis principales. Inutile de dévisser les vis au niveau de la poignée.

    .


    Une fois les vis retirées, il y a 2 clips sur les cotés latéraux. Pour démonter facilement, il suffit d'exercer une légère pression de chaque coté des ses doigts.
    Retirer les batteries au plomb. Désolé, je n'ai plus leur photo. Elles se présentent sous la forme de 2 blocs en forme de parallélépipède de couleur verte. Couper les 2 fils au niveau du raccordement de dérivation. Laisser le fusible (qui pourra toujours servir).

    Faire les raccordements des batteries et des fils d'équilibrage

    Attention, prendre énormément de précautions lors de la connexion des batteries entre elles. Avant de connecter les fils, vérifier plusieurs fois qu'il n'y a aucune erreur. Un court circuit sur ces batteries ou un raccordement de cellule n'ayant pas les mêmes potentiels peut les détruire en quelques secondes et occasionner une belle frayeur.

    Tout d'abord bien identifier les batteries que l'on va mettre en parallèle de celles que l'on va mettre en série. On peut par exemple regrouper par 2 les batteries en parallèle en les entourant de ruban adhésif. Ce pack sera alors mis en série avec l'autre pack.

    Pour chaque pack, couper chaque brin de la prise d'équilibrage des batteries 4s (il y en a 5) et les relier à un brin de la prise d'équilibrage 8s. Cela fait 3 fils à connecter entre eux. Ne pas se tromper sur les brins et les couper et les raccorder un par un. Il doit y avoir une différence d'environ 3.7V entre chaque brin. Souder ces 3 brins ensemble et recouvrir le tout de gaine thermo rétractable pour isoler la soudure (penser à mettre la gaine avant la soudure). Utiliser le sèche cheveux pour rétrécir la gaine autour de la soudure. Attention au cas particulier du dernier fil d'une série d'une batterie et du premier fil de la deuxième série : ces 2 fils doivent être soudés entre eux, soit un ensemble de 5 fils. Voir ci dessous le brin en question (2 rouge et 2 noirs raccordés à 1 noir du connecteur 8s, les autres brins de la photo suivent le cas général):

    Mettre le deuxième pack à la suite toujours sur la prise 8s en suivant le même mode opératoire que pour le premier pack.

    Faire les raccordements de l'ensemble des batteries avec la connectique du boîtier

    Enfin raccorder les gros fils + et - de chaque pack en parallèle à l'aide des câbles en Y fabriqués précédemment.  Voici un exemple de câble en Y :

    Puis raccorder le + d'un pack avec le - de l'autre pack en respectant l'ordre des prises d'équilibrage.

    Au niveau de la prise 8s, on doit alors obtenir un ensemble de potentiels s'étalant de 0 à 30V environ par pas de 3.7V environ.

    Remonter le pack dans le boîtier

    Avant de tout remonter, faire une entaille dans le boîtier afin d'y passer les fils d'équilibrage. Bien choisir l'emplacement. Je l'ai personnellement placé trop près de l'interrupteur et, du coup, les fils d'équilibrage gênent l'interrupteur.

    Puis mettre l'ensemble du montage dans le boîtier. C'est super de voir comment les dimensions des batteries correspondent bien aux dimensions du boîtier ! Voici une "suggestion" de présentation :

    Utiliser une ou deux cales pour bloquer le tout dans le boîtier et combler le vide. Cela évite que les batteries soient trop secouées lors des cahots du vélo.

    (personnellement, j'ai pris un bloc de polystyrène que j'ai coupé à la bonne taille)

    Sur la prise du bas qui se connecte au vélo, bien veiller à mettre le + à droite (sur la photo j'ai mis une marque rouge). Il n'y a pas de détrompeur donc c'est très facile d'inverser la polarité par erreur.

    Remonter le tout dans la boite en connectant le + et le - des batteries aux endroits où vous avez coupé les fils des anciennes batteries. Une dernière soudure est donc encore nécessaire.

    Attention aux fils lors du remontage du boîtier ! C'est un vrai plat de spaghetti ! On peut utiliser des attaches pour lier les fils entre eux et ainsi éviter de coincer des fils entre les 2 parties du boîtier ou sur le chemin des vis ce qui m'est arrivé. En effet, j'ai réussi à coincer un fil dans le chemin d'une vis (qui sert à l'assemblage des 2 parties du boîtier), si bien que j'ai endommagé les 2 brins d'un câble Y !! 

    Lors du montage, veiller à ce que la prise du bas (celle de la photo ci-dessus) soit correctement positionnée dans son logement, et que l'interrupteur soit bien remis en place dans l'encoche prévue a cet effet.

    Remettre les 4 vis et tout revisser.

    Chargeur

    Récupérer le cordon de l'ancien chargeur pour le brancher sur le nouveau chargeur car les câbles d'équilibrage ne suffisent pas à charger les batteries.

    Connecter l'alimentation 12V au chargeur, puis le chargeur à la batterie en comme sur la photo ci dessous.

    Choisir l'intensité de charge en fonction du temps que vous avez devant vous. Je charge à 0.8 A pour 5000 mAh pendant 8h environ. Mettre plus de courant pour aller plus vite mais plus l'intensité de recharge sera élevée moins les batteries dureront longtemps et plus il y aura de courant perdu en chaleur. Ici les batteries sont de type 2C en recharge ce qui veut dire qu'on peut les charger à 2 fois leur capacité, soit un courant de 20A maximum!! (en 1/2 h théorique). Pour cela il vous faudra une alimentation bien plus puissante.

    Et voilà, c'est fini. Pour l'indicateur de batterie sur le guidon vous pouvez mettre une résistance de 680 Ohms pour recalibrer les leds à la nouvelle tension. Si vous en voulez, écrivez moi (manuher@free.fr), il doit m'en rester.


    Vos commentaires

    Trés bien! il manque un schémas des fils d'équilibrage et le greencity supporte peut être la tension >33v en fin de charge mais j'aurai préféré l'utilisation de LIfepo4 en 8S ou du 7S pour les lipos qui est utilisacble pour tous les \"24V\" y compris les vieux Panasoni! Merci (bouladou)


    Super d'avoir fait cette page qui correspond exactement à mon cas de figure. Quand on n'est pas familier d'aéromodélisme, le langage \"4s Lipo\" est néanmoins obscur. Une introduction serait donc un plus. J'ai trouvé ces infos ici : http://blog.miniplanes.fr/tout-sur-les-connecteurs-dequilibrage-de-batterie-lipo. Enfin un schéma montrant chacune des batteries et les liens entre elles serait un plus. SI j'arrive à bien comprendre, je vais peut-être m'y coller. Merci encore pour ce beau travail qui fait gagner beaucoup de temps en recherche et mise au point. Pierre (Pierre29)
    Voici donc les deux schémas qui traduisent ma compréhension du câblage à faire...
    Cliquez sur les liens :
    http://pierrebrest.free.fr/VAE/greencity/DeuxPacksEnSerie.jpg
    http://pierrebrest.free.fr/VAE/greencity/ConnectionCellulesConnecteur8S.jpg (Pierre29)
    (Pierre29)
    http://pierrebrest.free.fr/VAE/greencity/ConnectionCellulesConnecteur8S.jpg (Pierre29)
    (Pierre29)

    Les deux batteries d'origine (6DMZ-7) :


    Les nouvelles batteries :
    Voltage: 4S1P / 4 Cell / 14.8v Ce qui signifie donc que chacune des 4 batteries est composée de 4 accus en série et que les fils du connecteur blanc permettent d'équilibrer ces 4 accus.

    (Pierre29)


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