Batterie de vélo Bosch Powerpack 400 Rack – Remplacement des accus

(Remarque: toutes les photos sont cliquables et s’ouvrent en grand dans un nouvel onglet. Sur PC, les onglets peuvent être fermés avec control-W)

Je possède un vélo électrique Diamond Liberty depuis 2016. Cette société belge (Brasseur à Liège) a été rachetée, et a disparu depuis.

Il est équipé d’un moteur central Bosch et d’une batterie de 400 Wh.  

Il m’a servi pour mes trajets quotidiens maison-bureau (10 km de distance) de 2016 jusqu’à la période Covid. Il totalise environ 12.000 km de ville principalement.

La batterie commence sérieusement à s’essoufler et manque de capacité. Aussi ai-je décidé de la remplacer. Je ne vais pas en acheter une nouvelle, mais remplacer les accus après inspection.

Description:

Elle est consituée de 40 éléments Li-ion “non protégés”, mis en parallèle 4 par 4, et ces 10 groupes de 4 sont montés en série pour fournir 36 volts et 11 Ah. Chaque accu individuel aurait donc une capacité de 2750 mAh.

Mon choix s’est d’abord porté sur des batteries de marque Samsung de 3500 mAh chez AliExpress. Après plusieurs mois de transport par bateau, elles sont livrées, proprement emballées. Le verdict du testeur de batteries est sans appel: toutes ces batteries ne correspondent pas à ce qui est annoncé ! Au lieu de 3500 mAh, elles disposent d’une piètre capacité de 2100 mAh. Il s’agit clairement d’un produit contrefait. J’ai demandé le renvoi et remboursement intégral de ce produit. Finalement j’ai été remboursé et la marchandise non conforme ne devra pas être renvoyée. L’unique argumentation du vendeur (en chinois dans le texte) a été que ces batteries sont neuves.

Ensuite j’ai commandé en Hollande chez nkon.nl, des batteries Panasonic-NCR18650PF identiques à celles qui équipent mon Powerpack Bosch. Livraison le lendemain. Elles sont très fortement déchargées, aussi ai-je procédé à une charge partielle (jusque environ 3,9 volts) par 4 éléments à la fois…

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On est prêt pour commencer.

Avertissement: il faut travailler avec le soin le plus extrême. Il y a un risque réel de faire des court-circuits et de provoquer un incendie. Il y a moyen de se blesser par brûlure ou coupure.

Matériel utilisé:

• Tournevis Torx pour ouvrir le boîtier
• Petit tournevis, petite pince coupante, pince à dénuder
• Toile isolante, manchons thermorétractables
• 30 cm de fil souple (équivalent 2,5 mm²)
• Fer à souder, soudure
• Appareil de soudure par point (mini spot welding) [référence Banggood] et du ruban en nickel de 8mm de large
• Quelques petits aimants
• De la pâte thermique

Faire un maximum de photos et de croquis afin de pouvoir reconstruire le pack de batteries sans faire d’erreur.

La batterie est logée dans 4 supports contenant chacun 10 éléments.

Sur le dessus se trouve un circuit électronique appelé BMS (pour Battery Management System). Au minimum un BMS gère la charge et la décharge des batteries, limite le courant.

Le BMS de cette batterie Bosch reçoit 2 connexions de forte section vers la batterie, 2 connexions de forte section vers le connecteur externe (charge/alimentation du vélo), et 3 nappes de fins câbles: une nappe vers le connecteur externe (pour communiquer avec le vélo), et les deux autres nappes étant reliées aux 11 points de jonctions des 10 groupes d’accus en série. En outre un capteur de température se trouve sur une des deux nappes.

Action !

Couper les deux raccords de puissance à ras de la batterie. Protéger les languettes de la batterie avec de la toile isolante.

Couper les deux fils provenant du connecteur extérieur.

Retirer délicatement le petit connecteur de la transmission des données.

Utiliser un petit tournevis pour déverrouiller les 2 connecteurs des 2 nappes de fils, et les retirer.

Utiliser un petit tournevis pour débloquer le support de BMS et retirer le BMS avec son support.

Redresser les 3 fils qui traversent le pack de batteries pour pouvoir les dégager.

Déposer le pack de batteries. Mettre le boîtier de côté.

Les 4 éléments d’accus sont articulés sur des pièces en plastique faisant office de charnières aux 3 jonctions. Un ruban conducteur se trouve dans chacune des charnières. Poser à plat sur la table en zig-zag, repérer les orientations + et – de tous les éléments, repérer tous les petits fils de contrôle. Repérer le haut et le bas, la gauche et la droite, l’avant et l’arrière. Les nappes de fils se trouvent du côté haut.

et dans l’autre sens

La nappe “A” possède 7 fils: 5 points de contrôle et 2 fils allant à la sonde de température.

La nappe “B” possède 6 fils vers les points de contrôle.

On a bien au total 11 points de contrôle pour 10 groupes d’accus en série: les 9 raccords intermédiaires et les deux extrémités.

Après avoir bien fait les repérages par couleur, et A ou B, on peut couper tous les fils de contrôle au plus près des accus.

Couper aussi les deux gros fils noirs de jonction et protéger les languettes avec de la toile isolante.

On doit maintenant “démonter” les vieilles batteries pour récupérer les supports en plastique.

Travailler avec les outils de votre choix. J’ai choisi une petite pince coupante. Il y a un réel risque de faire des court-circuits pendant cette opération. Il faut aussi faire attention à ne pas se blesser.

Les supports sont hérissés de petites pointes qui servaient de guides pour le positionnement des rubans nickel d’origine. Elles vont nuire à notre travail artisanal, aussi il convient de les couper.

Ceci achevé préparez vos 40 nouveaux accus et disposez-les dans les supports. Veillez bien à mettre les supports dans le même sens. Marquez le haut et le bas, l’avant et l’arrière. Une erreur est vite arrivée.

Coupez des bandes de nickel aux longueurs nécessaires et appliquez 4 points de soudure électrique sur chaque terminaison. Vous pouvez utiliser des petits aimants pour tenir le nickel en place pendant la soudure. Du côté positif des accus, veillez bien à rester centré sur le plot central, pour ne pas abîmer l’enveloppe de l’accu sous laquelle circule du négatif.

J’ai dédoublé tous les points de soudure après avoir pris les photos.

Des cosses de terminaison devront être placées à 6 endroits ; une jonction de charnière sera faite à 3 endroits. Protégez les cosses avec de la toile isolante

Étamer un petit point de soudure sur chacun des 11 points de jonction. Ne faites pas comme moi: faites ce point de soudure sur la partie la plus haute de l’assemblage, sinon vos fils seront trop courts pour atteindre le connecteur du BMS. Dénuder, étamer les petits fils et les raccorder.

Vous pouvez remettre les 3 pièces de charnière et les 2 terminaisons en plastique, et faire de votre pack de batterie un bloc qui tient ensemble.

Remettre du fil de bonne section là où se trouvaient les fils noirs. Le fil devrait être maintenu dans la gorge.

 (cette photo est avant les travaux)

Vérifier la tension aux bornes du pack de batterie.

Glisser les 3 fils de puissance dans les tubes qui traversent le pack de batterie.

Repositionner le BMS.

Mettre de la pâte thermoconductrice dans le petit trou et y glisser la résistance, sécuriser avec un bout de toile isolante.

Réparer les deux fils qui vont au connecteur de sortie.

Remettre les 3 connecteurs sur le BMS.

Glisser du thermorétractable sur les fils de batterie + et -, souder et tester en poussant sur le petit bouton.

Pour pouvoir fermer le boîtier, toutes les petites croix des supports en plastique doivent parfaitement épouser les orifices ronds des deux parois du boîtier.

Fini !

Le BMS nécessitera certainement un “reset”, pour cela tenir le bouton enfoncé au moins 10 secondes.