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Guide de réparation Batterie VAE en pack 18650 - Tranz-X BL07 sur Matra TX AGT



Bonjour à tous,
Après mon guide de réparation pour une batterie de scooter Matra e-Mo, voici un tutoriel pour reconditionner une batterie de VAE, montée sur porte-bagage.
Ici, la batterie Tranz-X BL07 est montée sur un Matra TX AGT.
Le batterie a quelques spécificités mais on retrouve le même principe d'assemblage sur de nombreux modèles : la même procédure peut être utilisée, moyennant quelque adaptations.

- Tests : lesnumeriques.com - veloactif.com
- Avis sur un modèle similaire : avem.fr
- Fiche produit : ecycle.fr - matra.com
- Forum : cyclurba.fr 273111
- Exemple de réparation : syonyk.blogspot.fr
- Tuto scooter Matra e-Mo : cyclurba.fr 444666

Caractéristiques du pack :
Batterie Tranz-X BL07 - 36v 11 Ah 396 Wh (Samsung SDI EM ICR18650-22F 3,6V 4,4A 2200mAh)
Configuration 10S 5P (50 accus 18650) en sandwich décalé, sur 3 couches
Fabricant : JD Components Co.,LTD
Système : JD-PST
Site web : tranzx.com - tranzxpst.imb2b.com
batteries-velo-electrique.com
Photos du pack : goo.gl/photos
Photos sur FTP : lewebdephilou.free.fr

Plein d’infos sur les accus :
- (Re)Construire la batterie d’un vélo électrique : latelierdugeek.fr
- Home built battery 18650s : electricbike.com - electricbike.com
- Articles techniques : electricbike.com - electricbike-blog.com
- DIY Electric Bicycle Lithium Battery From 18650 Cells : ebikeschool.com
- Choix d'un accu 18650 : electricbike-blog.com - electricbike.com
- Choisir un poste à souder par point : electricbike-blog.com
- Fabrication/Réparation d'un pack : electricbike-blog.com - electricbike-blog.com
- Forum d'Endless-Sphere - Repository : endless-sphere.com
- BikeElec - Comment fabriquer une batterie : Partie-2 Partie-3
- Power-e-bike - Batterie vélo électrique : (presque) tout savoir : www.power-e-bike.fr
- Assembler des accus 18650 sans soudure : www.electricbike.com
- Recycler des accus 18650 : wikifab.org - lab.lowtechlab.org - wikifab.org

Videos intéressantes pour l’assemblage d’accus :
- Damian Rene - 48V 43Ah (2kWh) lithium-ion 18650 cells Battery Pack : Youtube - Chaine Youtube
- ElectricBike - DIY Batteryspot welded 48v 21Ah pack (time lapse) : Youtube
- ElectricBike - DIY guide/tutorial et outils : Youtube

Matériel nécessaire


Vendeurs de batteries assemblées :
sport-e-bike.fr
www.elvelor.fr
www.presta-batterie.fr
www.velobatterie.fr
www.ecycle.fr
www.batteries-velo-electrique.com


Pour les courses, voici une liste non exhaustive...

Accus 18650 (Sanyo NCR18650 GA 3500 mAh )
Boutiques d’accus 18650 de 3€ à 4€/pièce :
eu.nkon.nl
akkuteile.de
endless-sphere Un vendeur polonais fiable propose du LG/Samsung/Panasonic-Sanyo à des prix très bas et propose des packs pré-assemblés, pour ceux qui n'ont pas l'outillage nécessaire.
Attention à toujours contrôler pôles positifs et négatifs, certains accus peuvent avoir une forme "inversée" !

WARNING : n'achetez surtout pas des merdes du type UltraFire ou TrucFire sur des sites chinois !
C'est de la pure daube, les capacités sont farfelues et certains modèles sont très dangereux!
Achetez vos accus uniquement chez des revendeurs reconnus (Nkon, Hobby King...).


Rondelles adhésive isolantes en carton pour réduire les risques de court-circuit sur les 18650 (Insulator) :
eu.nkon.nl fr.aliexpress.com

Scotch résistant à la chaleur (Poliyimide Kapton heat resistant tape), pour protéger les contacts :
ebay.fr

Supports (Spacers/Holders) en option (pour certains boitiers seulement) :
fr.aliexpress.com
Les spacers existent en différents formats pour différents agencements.
Les accus de ce pack sont fixés à la colle (pas besoin de supports) mais sur d'autres boitiers c'est plus pratique (modèles "Dauphin", "Shark packs" ou "Canette").

Bandes de nickel pur à 99% (pas de l'acier plaqué "nickel plated") :
fr.aliexpress.com

Pour faire les soudures, plusieurs choix :
Soudeuse par points (spot welder), type Sunkko 709A à 200€ fdpin environ (+50€ de douane) chez AliExpress (ou autre modèle basique à moins de 150€, déconseillé)
fr.aliexpress.com

- un gros fer à souder et du Multicore 309 ou de la brasure avec plomb (~36-38%) + flux décapant (Goot)
miniinthebox.com

- Soudeuse par point DIY (Do It Yourself !)
Certains fabriquent des soudeuses avec des transfos de four à micro-ondes mais il faut être prudent au montage et à l'utilisation.
On trouve aussi des kits à brancher sur batterie 12v (controleur + électrodes).
instructables.com - endless-sphere.com
Fabriquer une soudeuse par point - Soudeuse par point

Equipements de sécurité ça sert toujours, gants + extincteur CO2 (ou autre), détecteur d'incendie, lunettes de protection... :
amazon.fr - ylea.eu - manutan.fr - leroymerlin.fr


AVERTISSEMENT :
Un pack de plusieurs accus 18650 10 Ampères en parallèle peut débiter un courant très important !
En cas de court-circuit, c’est suffisant pour déclencher un début d’incendie, une explosion, ou subir un choc électrique !
Les manipulations décrites sont réservées à des personnes expérimentées en électricité et doivent être réalisées avec le plus grand soin dans un espace de travail propre et dégagé, en utilisant des équipements de protection individuels (EPI).
Attention à toujours contrôler pôles positifs et négatifs, certains accus peuvent avoir une forme "inversée" !
Si vous n’êtes pas familier avec le fer à souder et les notions d’électricité, ne mettez pas votre vie en danger et adressez-vous à des revendeurs spécialisés, ou à des connaissances qualifiées.
En cas de non-respect des règles de sécurité mentionnées, je ne saurais être tenu responsable pour tout accident, incendie ou décès prématuré !



Explosion d'une batterie 96 cellules Li-ion en charge à la NASA

A. Démontage de la batterie


ATTENTION : Risques de court-circuit !!!
On ne le rappellera jamais assez, faites très attention en démontant ce type de pack : en arrachant les connecteurs et les bandes de nickel, surtout sur les pôles positifs des cellules, il n'est pas rare d'égratigner l'enveloppe protectrice et de faire des courts-circuits avec les outils, belles gerbes d'étincelles à la clé !
Bref, mille précautions nécessaires...



1. Retourner la batterie dans tous les sens pour localiser et retirer les vis (ôter les caches plastiques si besoin).

2. Repérer et débrancher tous les connecteurs (alimentation, BMS, fusible).



3. Extraire le pack avec précaution.

4. Retirer l'enveloppe en plastique du pack et tous les adhésifs.



5. Bien repérer tous les fils de couleurs pour pouvoir les ressouder après (alimentation, équilibrage...). Pour cette batterie :
1-NOIR
2-ROSE
3-MARRON
4-VIOLET
5-BLEU
6-VERT
7-JAUNE
8-ORANGE
9-GRIS
10-BLANC
11-ROUGE



6. Dessouder chaque fil et protéger avec de l'isolant.

7. Décoller la plaque électronique du BMS.



8. Protéger toutes les parties conductrices avec de l'isolant.

9. Repérer et récupérer les tampons en mousse et protections.

10. Marquer les pôles + et - sur tous les accus, pour servir de modèle au nouveau pack.


L'assemblage des accus n'est pas standard, ça ne simplifie pas les choses.


Sur le BMS, on distingue une pile bouton : il faut réinitialiser la capacité restante en faisant un pont sur les 2 fils orange (RST + GND).
Il suffit de démonter le connecteur au bout et d'insérer un fil métallique coudé.
Je ne sais pas s'il faut faire la manip avec ou sans le pack : j'ai fais les 2 mais je pense qu'une fois le pack monté, ça suffit....
La pile CR-1225 est collée et soudée par point, c'est un peu mesquin : j'espère que le pack fonctionne quand la pile est vide, sinon il faudra la changer...

Infos ici :
endless-sphere.com p1187280
pedelecforum.de - Tranz X PST Akku Innenleben fur Interessierte
If you can't read german, he mentions 2 orange wires connected to the charge connector pin2 and pin5 .
On the PCB they are connected to RSTN and GND.
They need to be shorted for a short time to reset the BMS.






En gros, ça dit que les 2 fils orange connectés à la charge (pin 2 et 5) sont connectés au circuit imprimé (ReSeT et GrouND).
Il faut ponter RST et GND quelques secondes pour réinitialiser la capacité/voltage de la batterie vue par le contrôleur (si câbles présents).

Pour info, le BMS communique au contrôleur le nombre de charges effectuées et la capacité courante.
On trouve des câbles pour relier le BMS de la batterie à un analyseur de batterie :
batteryconditiontest.com



Les 50 accus sont rentrés au chausse pied et à la colle dans le boitier mais avec un peu de minutie, on peut les remplacer avantageusement par des accus de meilleure qualité, par exemple des Sanyo GA 3500 de bonne capacité (3450 mAh) et de faible résistance interne (50 Ohms).
Pas possible d'utiliser des supports plastiques ici, tous les accus sont bien serrés.

Les accus testés sur le net et souvent recommandés :
- 3500 mAh Panasonic-Sanyo NCR18650 GA (11-12A en continu, ne chauffe pas)
- 3000 mAh Samsung INR18650 30Q (15A en continu )
- 3500 mAh LG-Chem INR18650 MJ1 (10 A)
- 3200 mAh Panasonic NCR18650 BD
- 3200 mAh LG-Chem INR18650 MH1
- 2900 mAh Panasonic NCR18650 PF

Au lieu d'avoir 10 blocs en série de 5 accus en parallèle, on a 3 couches d'accus avec des blocs de 5, 4 et 2 accus :
- couche inférieure : 5 - 5 - 5 - 5 (x20)
- couche du milieu : 4 - 4 - 4 - 4 (x16)
- couche supérieure : 5 - 5 - 2 - 2 (x14)

Schéma :


Le démontage permet de comprendre la structure des différentes couches d'accus.
- Couche du bas : le plus simple, on trouve des groupes de 5 accus à plat, en parallèle. 4 groupes sont connectés en série.
- Couche du milieu : on a 4 accus à plat + 1 accu sur la couche du haut (extérieur) en parallèle, puis 4 groupes du même type en série.
- Couche du haut : on a 2 premiers groupes de 4 accus en parallèle qui sont complétés par les 2 accus restants via des fils électriques. Ce qui fait 5 accus en parallèle et 2 groupes en série.

B. Préparation des accus 18650


1. Pour chaque accu 18650, tester la tension au multimètre et éventuellement la résistance interne avec un chargeur intelligent ou un montage électronique dédié.
En cas de valeur anormale sur un élément, le mettre de côté pour éviter de pourrir le pack !
Normalement les accus neufs de grande marque sont tous chargés à la même tension (3,64V par ex) et ont la même capacité.
Pour les accus récupérés dans les poubelles (batteries PC, outils électroportatifs…), ce n’est plus le cas et il faut effectuer un tri pour regrouper les éléments aux caractéristiques similaires (capacité et résistance interne).
Attention à toujours contrôler pôles positifs et négatifs, certains accus peuvent avoir une forme "inversée" !

2. Coller une rondelle adhésive en carton sur le pôle positif de tous les accus, afin de réduire le risque de court-circuit.

3. Optionnel : Faire 2-3 cycles de charge/décharge sur tous les accus, pour retrouver leur pleine capacité.
Cette opération très longue (environ 12h par cycle sous 1A) est utile principalement pour les accus stockés longtemps, ou déséquilibrés, ou des accus de récupération.
Ce « rafraichissement » peut être réalisé avec un chargeur intelligent, ou un chargeur de modélisme (Imax B6 par ex) muni des bons connecteurs, ou tout autre montage adapté : l’idéal étant de rester dans la plage 3,1V – 4,1V pour limiter la dégradation des électrodes internes et le vieillissement de la cellule.
Ces charges/décharges dégagent pas mal de chaleur : ne pas hésiter à pointer un ventilateur sur les cellules et le transfo.
Terminer par un cycle de décharge pour réduire les risques en cas de court-circuit.


C. Assemblage des accus 18650


Travailler par groupe d'accus en prenant modèle sur l'ancien pack ou le schéma et marquer les accus (N°, pôles + et -).


Des accus neufs (Sanyo 18650GA 3500 mAh), un pistolet à colle chaud, quelques cales en mousse ou polystyrène, et hop, 4 groupes d'accus !

1. Caler soigneusement les rangées d’accus entre des supports (baguettes).

2. Appliquer proprement la colle et poser la rangée suivante, toujours avec soin et précision.

3. Poser un poids sur l’ensemble pour améliorer le contact.

4. Répéter l'opération pour chaque rangée de chaque groupe , en respectant bien les polarités (IMPORTANT !)

5. Protéger tous les conducteurs avec de l'isolant.

6. Laisser sécher le temps nécessaire.


Les vieux accus et les nouveaux.
- couche du bas : tous les accus dans le même sens.
- couche du milieu : tous les accus dans le même sens, opposé à la couche du bas.
- couche du haut : la ligne du haut dans le même sens que la couche du milieu, colonnes 1 et 2 dans le sens opposé, puis colonnes 3 et 4 dans le même sens que la couche du milieu.

- les groupes 1 et 2 sont identiques.
- les groupes 3 et 4 sont identiques.
- les couches sont interconnectés à l'extrémité gauche et à l'extrémité droite + 2 fils pour les 2 accus isolés/décalés.


D. Préparation de la soudure


ATTENTION !
- Avant toute opération de soudure, dégager et nettoyer l’espace de travail.
- Retirer tous bijoux métalliques (bague, pendentif…) susceptible de provoquer un court-circuit sur le pack.
Les cas de doigts coincés dans un moteur ou grillés par une batterie ne sont pas rares : ne pas négliger les mesures de sécurité et les équipements de protection individuels.
- Ne pas travailler avec les mains humides ou sales.
- Porter des gants (bricolage, latex, vaisselle…) pour limiter court-circuits ou coupures.
- Porter un masque de protection ou de larges lunettes (une étincelle dans l’œil peut gravement endommager la cornée !)
- Ne pas uriner sur le pack en cas de stress, sinon ça risque de piquer



E. Soudure des accus


Pour info, certains revendeurs proposent des packs pré-assemblés sur mesure, pour ceux qui n'ont pas l'outillage nécessaire (cf rubrique Matériel).

OPTION 1 : Soudure par point


1. Préparer les bandes de Nickel en les coupant à la bonne longueur avec des gros ciseaux, et en prévoyant une patte pour les soudures (prendre modèle sur l'ancien pack). Dérouler et mettre à plat les bandes.



2. Régler le poste à soudure par point selon la documentation glanée sur Internet (ici Sunkko 709A) et faire quelques tests sur des bandes nickel ou des vieux accus.

Pour une bande Nickel 0,15 mm soudée avec le crayon de soudure :
SET CURRENT=3-4 et PULSE=4P (+régulateur de pression de soudure).


3. Souder la bande Nickel avec 4 ou 6 points sur chaque accu, en maintenant une bonne pression avec les électrodes, au moment de souder (via pédale par exemple).
Vidéo : Youtube

4. Pour chaque rangée soudée, protéger la bande nickel et la patte de soudure avec du ruban adhésif.



5. Répéter les opérations pour les rangées suivantes, puis protéger les conducteurs avec du scotch Kapton.
ATTENTION : ne pas se tromper en décalant sur une rangée d'accus déjà connectée derrière : risque de gros COURT-CIRCUIT !

Les groupes sont reliés entre eux par l'intermédiaire de fixation : reproduire le montage original avec des bandes de nickel correctement découpées et soudées par points.
Sinon faire les jonctions avec des fils de bonne section et un bon fer à souder (attention à l'encombrement dans le boitier).


Les différents groupes soudés par points entre eux, via les pattes de fixation.
On n'oublie pas de pattes de fixation, on essaie de les aligner au mieux, on recoupe si besoin et on ajoute un peu de soudure...


6. Avec un multimètre, vérifier toutes les tensions : entre chaque rangée et sur tout le pack.

7. Sur le pack, marquer le pôle négatif/0 , le pôle positif .


Détail du groupe 2, avec les bandes de nickel soudées par points + pattes de fixation pour les liaisons série.
Le groupe 1 est identique, avec en plus une connexion entre les 2 couches du haut.

Et bien sur, on travaille en isolant toutes les parties conductrices (!)
Je vous ai déjà dit que c'est facile de percer les tubes plastique des accus, et de créer des courts circuits mortels ?....

Pour ceux qui préfèrent le fer à souder, voir sur les forums dédiés et bonne chance

OPTION 2 : Soudure à l’étain


Cette méthode est déconseillée à cause de la chaleur du fer, qui peut dégrader très vite les accus aux lithium.
Pour les acharnés du fer, utiliser un gros fer à souder, du flux décapant (Goot), du Multicore 309 ou de la brasure avec plomb (~36-38 %).
Rester le moins longtemps possible en contact avec les accus, pour limiter la montée en température.

E. Soudure des connexions


1. Positionner la plaque électronique du BMS sur le pack d'accus.



2. Vérifier le cheminement de chaque fil d'équilibrage pour le souder sur les pattes, en respectant le code couleur original.

3. Isoler chaque soudure après le refroidissement.

4. Une fois soudés, coller les fils pour les protéger.

5. Terminer en soudant les fils d'alimentation.



6. Contrôler plusieurs fois les branchements, les pôles et tensions, en prenant modèle sur les photos et le vieux pack.

7. Sur le BMS, réinitialiser la capacité restante en faisant un pont sur les 2 fils orange (RST + GND).



8. Tester la charge du pack, sous haute surveillance et loin d'objets inflammables !



9. Si le pack fonctionne correctement, le replacer dans le boitier avec les tampons en mousse, l'enveloppe et les adhésifs, en évitant de pincer les fils.

10. Fermer le boitier et vérifier connecteurs et tensions.

11. Charger la batterie et tester en roulant, puis faire plusieurs cycles complets pour obtenir la capacité maximale.

Et voilà !
Penser à recycler la vieille batterie dans un centre agréé et attention aux risques d'incendie en cas de stockage ou démontage ! (l'enveloppe des accus est TRES FRAGILE).

Merci de faire vos retours et commentaires sur le forum ;-)


Article précedent: Guide de réparation Batterie et accus 18650 - Matra e-Mo

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N° Article : 885
Article lu 1297 fois.
Créé le 09-07-2018 à 11h44.
Modifié le 11-07-2018 à 14h11.

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