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Discussione: Test e caratterizzazione batterie LiFeYPO4

  1. #61
    Pietra Miliare

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    Quote Originariamente inviata da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
    riguardo la resistenza interna più che stimarla come ha fatto criss non saprei...
    Su ebay si trovano strumenti per la misurazione della resistenza interna a circa 30 euro, roba cinese, ma sembra che siano abbastanza affidabili da quanto leggo su altri forum.

    Il post di Criss:

    Se prendo come punto di riferimento del 3 grafico il minuto 50, a 10A di scarica ho un valore medio di 3,23V, mentre su 25A di scarica ho un valore medio di 3,18V. Quindi posso dedurre che 15A di (25A -10A) danno un calo di tensione di 0,05V (3,23V-3,18)). Quindi potremmo dire che ogni ampere scaricato abbassa il voltaggio di circa 0,003V (0,05/15).

    Quindi sempre simulando, se scaricassi 60A (1C) dovrei ottenere un calo di voltaggio a cella di 0,18V (0,003*60)...
    Mi ha incuriosito, perchè sulle mie celle ad alta scarica, ad occhio non è proprio così, ma faccio dei test per approfondire e poi vi dico.

    Aggiunta - edit :

    Ok, ho fatto dei test veloci su una cella ad 1C/2C/3C. La stessa cella è stata caricata e scaricata per i test. Queste celle sono Li-Mn e non LiFe, ma il concetto dovrebbe essere simile, ovvero il calo di tensione è si in qualche modo proporzionale alla corrente richiesta ma NON è lineare:



    Nel caso specifico sulla linea verde verticale (che indica il 75% della capacita) abbiamo:

    1C: 3.433V
    2C: 3.206V
    3C: 3.070V

    Non ho ancora fatto i calcoli, ma mi sarei aspettato molto peggio dalla scarica a 3C. Stasera farò anche prove a 4C e 5C.

    Se volete mandarmi una cella LiFe vi faccio volentieri i grafici, per ora ho solo LiMn e Li-Ion a disposizione.


    Note di Moderazione:
    Per ora lascio qui questo messaggio, ma ho aperto un'altra discussione qui: http://www.energeticambiente.it/pile...#post119450199 per non inquinare questa discussione che tratta solo le Lifepo4 di Winston/Thundersky

    Ultima modifica di Spuzzete; 14-06-2013 a 01:34 Motivo: Aggiunta
    Bici elettrica MKIII : qui.

    E-bike / li-ion batteries / electronics / etc. : jacopo.tk


  2. #62
    Super_Mod

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    oddio, ho creato dei mostri! 'sto 3d sta diventando un'enciclopedia delle celle litio!

    Riguardo le curve di spuzzete però siamo OT, nel senso che sempre litio è ma mi sembrano molto differenti, basta vedere un dV tra inizio e fine scarica di ben 0,4V a 1C. Forse è fovuto all'età delle celle, ma potrebbero avere un comportamento diverso anche da nuove.

    Come si spiega la non linearità? Boh, così per sparare un'ipotesi potrebbe essere dovuta al riscaldamento, che di solito 'accelera' le reazioni chimiche (e infatti tutte le batterie faticano a freddo)
    Cioè mi sembra ragionevole che aumentando I le celle si scaldino e 'conducano' meglio.

    Questo anche se esternamente, per lo meno nel mio caso, sembravano a temperatura immutata

    Però non vado oltre perchè non sono un esperto....
    Certificatore energetico (ex?) in Lombardia

    FIAT Seicento Elettra 'Eli': http://www.energeticambiente.it/fiat...ia-di-eli.html

    Ecolà-Retrofit elettrico di una Lambretta del 1952: http://www.energeticambiente.it/categoria-l1-l3-es-scooters-moto-trasformate-elettriche/14725064-e-arrivo-la-ecola.html

    riqualificazione energetica del mio appartamento:http://www.energeticambiente.it/sist...-ho-fatto.html

  3. #63
    Seguace

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    in verita' conducono meno, perche' aumenta la resistenza interna, ecco perche' la retta va' piu' a picco.
    la migliore temperatura per la chimica litio e' 25°C oltre i 60 gia' hai dei problemi e sotto non hai la giusta temperatura di attivazione per la reazione....
    ricorda che la reazione non avviene allo stato di soluzione, ma allo stato di solidi, che e' decisamente diverso (le reazioni tra' gas e solidi sono favorite generalmente dalla temperatura).

    per quanto riguarda le tue, credo che la differenza di temperatura, anche dopo 5 ore, sara' stata di meno di 5 °C: grosse e pesanti e scaricate a fattori molto bassi, oltre al fatto che hanno una chimica diversa (l'ossigeno serve a "rallentare" la reazione; in pratica funziona come inibitore per evitare una reazione istantanea, e il fosforo ne lega 4, il cobalto e il manganese solo 2, anche se il sale lega 2 Mn e 4 O), e comunque hanno una densita' energetica inferiore, percio' prendendo due celle, una a LiMn2O4 e una LiFePO4 a parita' di carica nominale, la LiFePO4 peserebbe il doppio, quindi a parita' di ampere di scarica, il calore prodotto riscaldera' molto meno quella piu' pesante, la LiFePO4.

    i dati che state raccogliendo sono molto interessanti, e la discussione molto stimolante (ho gia' un paio d'idee per delle celle nuove, ad aver la possibilita' di produrre dei prototipi).

  4. #64
    Seguace

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    Nel mio caso le batterie sono decisamente più spremute, monto 4 x 40AH che vengono scaricate a 60-80A se non oltre, non ho misure precise, mi stò attrezzando, uso il mezzo quotidianamente, in genere vado al litio e torno al piombo (ho 2 pacchi batterie). Le piombo da 100Ah ormai al 50% (forse meno) appena attivo i boost crollano istantaneamente di 3V su 48-49 in corsa. le life 53-54v a vuoto in accelerazione scendono a 51-49 ma se attivo il boost scendono LENTAMENTE di tensione...

    Nota 1: Le 2 batterie che ho caricato da nuove a 14.5 in carica e scarica mantengono una tensione molto simile (differiscono max 100mV)

    Nota 2: le altre 2 batterie sono state caricate da nuove a 16V, una ha sempre qualche decina di mv più delle altre, l'altra qulache decina di mv in meno!

    Nota 3: una carica a 14.5V batteria per batteria mi mantine le batterie quasi alla stessa tensione per 5 cicli al 50-70% di scarica poi iniziano a differire di circa 100mV

    per mia fortuna ho solo 4 batterie !
    Concordo con la necessita di un bilanciamento cella per cella, a breve apriro' i "pacchi"
    Qualche video dei miei esperimenti li trovate su:
    http://it.youtube.com/user/alessiof76

  5. #65
    Super_Mod

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    @lucusta: considera però che quando ho fatto i test sembrava quasi inverno, c'erano 12-13°C in alcuni casi fino a max15-18°C.
    Le batterie erano tenute fuori o in casa, quindi comunque T di partenza e T ambiente ben sotto i 25°C.
    Interessanti i tuoi propositi, Lucusta sei del settore o solo un appassionato alle chimiche di batteria?

    In effetti come aveva forse detto Spuzzete sarebbe interessante ripetere il test a caldo, ma non chiedetemi di aspettare, ormai il montaggio è quasi ultimato!

    Prova a proporre alla ditta di regalarmi una batteria per i test estivi, per esclusivo interesse teorico e gli farebbe una pubblicità gratuita... ma sti cinesi non ci sentono da quell'orecchio...

    Alessio, guarda che io le ho scaricate a 25A per semplicità (scariccatore autocostruito), ma sull'auto le correnti di spunto della Seicento arrivano a 150A, anche per questo ho scelto le 60Ah... quindi l'uso alla fine è simile al tuo.
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  6. #66
    Pietra Miliare

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    Ho spostato i messaggi miei e di lucusta in un'altra discussione perchè trattano altre chimiche e celle diverse.

    Il mio appunto è che però nessuno ha ancora dati di scarica di queste celle ad 1C e 2C costanti. Quelli sono i dati piu interessanti per capire la caduta di tensione ed il comportamento nella realtà.
    Mi si può dire che in media la scarica è 0.5C o giu di li ma comunque in accelerazione ed in altre condizioni si va facilmente oltre i 100A, soprattutto sulla 600.

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  7. #67
    Pietra Miliare

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    Ho recuperato un grafico in cui avevo scaricato 33Ah su 40AH facendo un percorso senza semafori e quindi ad un amperaggio di scarica piuttosto costante, non si puo' usarla per come grafico di scarica, ma è interessante per dare qualche informazione aggiuntiva.
    Ricordo che si tratta di 20 celle Winston da 40AH.

    La temperatura in partenza è di 14°C a e dopo 60 minuti di lavoro passa a 30°C!! Questo da una idea di quanto salga la temperatura durante l'esercizio. Devo dire che conta molto la temperatura di partenza, se fossi partito a 25°C invece che a 14°C sarebbe salita molto meno per via della resa migliore alle temperature piu' alte.
    Le performance delle celle si sono mantenute buone, infatti come vedete il voltaggio resta abbastanza piatto, lo scopriremo quando avremo dei grafici ad 1C o 2C, ma penso che le celle eroghino a 1C ancora ben di piu' dei 40AH di targa.

    P.S.: Io ho una cella da 40AH non utilizzata che si potrebbe usare per fare qualche prova di scarica, ma non ho uno strumento che consenta di scaricarla a 40A o oltre, se qualcuno vuole usarla la posso mettere a disposizione della causa

    grafico_consumi1.jpg
    Ultima modifica di ccriss; 14-06-2013 a 09:38

  8. #68
    Paladino del Forum

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    Se non c'è nessuno di Milano ma solo a Roma e se mi garantite che me la trattate come un figlio ne posso PRESTARE una anch'io per la causa.
    io posso solo scaricare a 1A, con l'emax B6.
    Anzi ne dovrei testare altre 3 che ahime a cuasa mia sono andate sotto voltaggio, e che sono risucito a recuperare, ma che con la scarica a 1A danno 32-39A / contro gli oltre 50A di una buona.

  9. #69
    Seguace

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    Quote Originariamente inviata da Spuzzete Visualizza il messaggio
    Ho spostato i messaggi miei e di lucusta in un'altra discussione perchè trattano altre chimiche e celle diverse.
    si, ed e' l'ennesimo thread che splitti... ne avevo uno solo ed ora sono una decina
    comunque hai ragione; meglio separare gli argomenti; qui thundersky LFP, in pacchi o singole, almeno si puo' capire quali sono le reali possibilita' di queste celle.

    Riccardo, semplice passione, anche se pratico chimica, ma in settore totalmente (purtroppo) diverso.

    Quote Originariamente inviata da Spuzzete Visualizza il messaggio
    Il mio appunto è che però nessuno ha ancora dati di scarica di queste celle ad 1C e 2C costanti. Quelli sono i dati piu interessanti per capire la caduta di tensione ed il comportamento nella realtà.
    Mi si può dire che in media la scarica è 0.5C o giu di li ma comunque in accelerazione ed in altre condizioni si va facilmente oltre i 100A, soprattutto sulla 600.

    150 ed anche limitati, perche' in una normale ripresa vedo il consumo istantaneo della mia auto passare dai 4 l/100km a 12-13 l/100Km ed alle volte anche piu' (se con marce basse);
    quindi un assorbimento di "solo" il 50% in piu' e' solo limitato dalla centralina, perche' diversamente sarebbe facilmente il triplo od oltre.

  10. #70
    Super_Mod

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    @spuzzete: non volevo 'mandare via' il tuo post, lascialo pure, comunque l'altra discussione diventerà interessante...

    Secondo me possiamo procedere così: per batterie molto utilizzate e disponibili un 3d specifico se qualcuno ha modo e voglia di testarle più o meno accuratamente.
    Invece nel 3d nuovo possiamo confrontare le curve di scarica delle varie chimiche, per esempio quando avrò tempo potrò testare le batterie al pb da avviamento che ho usato, anche se sono già abbastanza degradate (credo).

    Riguardo i test ad alta C nel mio caso il circuito non lo permette, e comunque vorrebbe dire stressare le celle, solo per un test...non so chi vorrà farlo.

    Non sono del tutto d'accordo sull'utilità impellente di un test ad alta C, per i seguenti motivi:

    - si stressa la cella, molte chimiche accettano scariche elevate per tempi ridotti
    - può essere interessante per studiare la chimica, ma nell'uso reale di un veicolo una scarica a 2C (o anche solo 1C) COSTANTE non avviene mai, altrimenti si avrebbe solo 1/2h o 1h di autonomia...

    Insomma, stop, rallentamenti e addirittura frenate rigenerative secondo me (opinione non supportata molto da dati teorici) fanno assomigliare l'uso a una scarica a corrente moderata, come la mia a 25A o meno.
    Auto o scooter hanno autonomie che corrispondono di solito almeno a 2 ore di uso, a meno di voler testare le batterie per un viaggio autostradale.
    Certificatore energetico (ex?) in Lombardia

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  11. #71
    Super_Mod

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    Predefinito Test drive!

    Finalmente!

    Ho montato le 72 (..) celle, con relativi cavi per circuiteria di controllo e bilanciamento.

    Oggi ho fatto un giretto, le batterie erano state ricaricate singolarmente o a a gruppi di 3 in casa. La cosa più positiva è l'estremo allineamento delle tensioni a vuoto, ma anche dopo la scarica parziale dovuta al giretto di circa 10km.
    Da un lato è positivo, dall'altro chiarisce che le tensioni a vuoto dicono proprio poco...

    Dopo il giro, con macchina ferma ma fari e inverter accesi (quindi non proprio a vuoto) le celle erano tutte a 3,31V tranne una sola a 3,28!

    Ma invece il grafico fatto in viaggio con cell log parla chiaro: le 60Ah ci voleveno proprio! I picchi bassi sono tratti fatti in modalità extra super power, quindi 30kW.
    Corrispondono a tensioni di cella medi intorno ai 3V -> Vtot=216V circa -> I=140A circa.
    Quindi, a 2,3C circa, le tensioni si abbassano a 3V MA c'è una cella su 8 che già sfiora la soglia dei 2,7V! Urge il circuito di limitazione a basse V!
    test_drive.jpg

    Bene, per ora è tutto, altri dettagli prossimamente su questo 3d oppure ovviamente in:
    http://www.energeticambiente.it/fiat-seicento-elettra/14752724-storia-di-eli-3.html

    ciao!
    Certificatore energetico (ex?) in Lombardia

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  12. #72
    Pietra Miliare

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    La cella che scende a 2,7V è sospetta, vedo che si comporta in modo anomalo anche in fase di carica (mi sembra di vedere anche il regen attivo nel grafico)... Io prima di preoccuparmi della cella controllerei bene il contatto del cellog o dei cavi di potenza, mi sembra troppo differente dalle altre. Poi se è proprio cosi', direi che è una cella nata male. Ma sulle 72 celle ce ne sono altre secondo te in quelle condizioni?

    P.S.: Sono perfettamente d'accordo con te, con quelle scariche le 60AH ci stanno proprio bene, mentre le 40AH sarebbero state troppo stressate!

  13. #73
    Super_Mod

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    Predefinito altri grafici!

    Criss, guarda che orario per risponderti a ragion veduta e capire i limiti delle batterie!

    Ho deciso di continuare qui perchè sono osservazioni troppo specifiche sulle celle litio per metterle nella 'storia di Eli'...

    Quindi un po' di dati sulla Elettra, tanto per aiutarvi a interpretare i grafici...

    L'auto ha due modalità, D dovrebbe essere a 15kW, S limitata a 30kW.

    Nei test ho cercato, compatibilmente col traffico, di usare i 15kW in maniera più costante possibile, più brevi spunti a 30kW in tangenziale o rettilinei lunghi.
    Intervallo di logging 5s un po' eccessivo, i prossimi li farò a 1sec.
    Considerate anche che raggiunti i 100km/h l'auto limita, quindi la potenza assorbita comincia a calare.

    Accelerazioni dichiarate 0-50 8secondi, 0-80 20 e 0-100 28 secondi.

    Primo grafico: celle da n1 a n8:
    loga_celle1-8.jpg
    tutto ok, partito con ricarica quasi completa; le celle sono molto vicine. Strada trafficata, il pezzo @30kW è stato breve.
    a 15kW circa 3,23V medi; sul pacco stimo circa 3,23x72=232V quindi 15000/232=64,5A
    a 30kW circa 3,11V -> 224V tot -> 134A

    Secondo grafico: celle da n11 a n18:

    logb_celle11-18.jpg

    le celle hanno circa 4km in più sul groppone; era tardi quindi strada libera
    Le tensioni medie sono simili, ma in queste 8 c'è una cella 's****ta'. Non so se è la stessa del 1o grafico, ma stesso comportamento, si siede di più e sale di più in frenata rigenerativa

    Per altri due set di 8 celle ho ottenuto valori simili e squilibri minimi.

    Tornato a casa, ricarica di 3,5kWh dopo 31 km percorsi; quindi non totale e non so dirvi per ora quanto mancava.

    Poi percorso di circa 11km in andata e 11km in ritorno, di cui 4-5 in autostrada.
    All'andata:
    logg_celle55-62.jpg

    la cella celestina è un po' s****ta, con squilibrio però di soli ,2V e tensione intorno ai 2,9V

    Al ritorno:

    logh_celle65-72.jpg

    il tratto 'lungo' è autostrada a 15kW, con alla fine uno spunto a 30kW; poi altri spunti di cui uno in rotonda col quale ho stupito i ragazzi e sverniciato all'esterno un termico che voleva passarmi...
    La cella rossa sembra un po' bassa, ma negli spunti a 30kW stranamente regge, e anche in frenata resta bassa. Potrebbe essere una un po' meno carica in partenza?

    Altre mie osservazioni: alcune irregolarità sono sospette, ma non credo (mi rivolgo a Criss) sia un problema di cablaggi: le batterie sono in serie, quindi un cavo di potenza in perdita abbasserebbe la tensione di tutto il pacco ma non quella di cella letta dal cell log, perchè i cavi di sensing sono proprio sulle celle. Dovrebbe essere una resistenza elevata proprio del contatto, ma mi sembra improbabile.

    Se fossero le vibrazioni... perchè sempre la stessa cella su 8?

    Bah, aiutatemi a capire, ma credo sia lo sparpagliamento delle caratteristiche, stiamo comunque parlando di scariche elevate.

    Sono un po' pentito di non aver scritto tutte le posizioni delle celle per poter correlare queste misure ai test precedenti, ma proprio non avevo più voglia...
    Ultima modifica di riccardo urciuoli; 22-06-2013 a 01:22
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  14. #74
    Seguace

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    Ho letto che le batterie LiFe, con scariche anche di 10C, scendano subito a tensioni di 2,7-2,8V, però mantengono questa tensione fino a batterie quasi scariche, perciò puoi provare a fare anche 50Km e verificare.

  15. #75
    Seguace

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    @ roby, credo che il "problema" del fae lavorare a basse tensioni cella, sia la durata delle celle stesse (intesa come cicli di vita) e in secondo luogo il bilanciamento delle stese, è dovuto alla tecnologia delle celle litio, ho letto test indipendenti sule celle a123 scaricate a elevatissima corrente, funzionano ma durano meno di 100 cicli, scaricate in modo appena meno stressato le celle possono essere ricaricate centinaia di volte e così via.
    Qualche video dei miei esperimenti li trovate su:
    http://it.youtube.com/user/alessiof76

  16. #76
    Super_Mod

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    Infatti... i dubbi sono sia sull'opportunità di far lavorare le celle ad alti C e basse tensioni per tratti lunghi, sia il fatto che eventuali celle sbilanciate in una serie così lunga possano essere danneggiate se non si interviene.

    Sono all'inizio di una lunga avventura... l'intenzione è di implementare un allarme quando una o più celle scendono a 2,8V, prima sonoro che faccia alzare il piedino, poi se riesco che vada a ridurre la potenza erogata dall'inverter.
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  17. #77
    Seguace

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    non sai proprio a che livello e' nella serie quella cella particolare?
    mi viene il dubbio che sia o una delle celle che sta' proprio nel mezzo della serie, quella che e' piu' vicina al positivo o la prima cella della serie; la testa positiva.
    se puoi verificare mi toglieresti una curiosita'.

  18. #78
    Super_Mod

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    no lucusta, la posizione non c'entra a meno che alcune posizioni siano sottoposte a diversa temperatura. Però proprio non c'entra la posizione 'elettrica' nella serie. Nel collegamento serie sono tutte soggette agli stessi picchi di corrente erogata o assorbita

    Infatti le celle basse sono poche e sparpagliate. Comunque la posizione la so bene, i numeri sono progressivi da 1 (1a della serie - 0V) a 72 (Ultima, uscita a 230V circa)
    Certificatore energetico (ex?) in Lombardia

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  19. #79
    Pietra Miliare

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    Quote Originariamente inviata da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
    Criss, guarda che orario per risponderti a ragion veduta e capire i limiti delle batterie!
    Riccardo, gli ultimi grafici che hai postato sono molto interessante perche' allargano l'ambito su 16 celle e mostrano quanto queste, sottoposte a scariche piu' alte mostrino le loro differenze amplificandole. Se di tutte le 72 celle ne hai una sf...ta, allora quando metterai il controllo sul voltaggio inferiore a 2,8V ti impedirà di fare i KM che la tua auto merita. Se sono i cablaggi, allora la cosa si sistema in un attimo, a me è capitato piu' di una volta (almeno 2 volte), ed io ho solo 20 celle, che dopo vibrazioni , buche e umidità, il mio BMS staccava a causa di contatti deboli. Quindi secondo me dovresti controllare bene che siano a posto. A guardare i grafici sembra che qualcosa di strano ci sia, ad esempio il terzo grafico mostra una cella in colore rosso, che sia sulla scarica che sul regen ha il voltaggio piu' basso delle altre. In teoria avrebbe dovuto mostrare in regen il voltaggio piu' alto se ins carica sta in basso. Che sia il cellog ad avere problemi in lettura?


    Sempre sul terzo grafico, la cella in azzurro sembrerebbe parecchio piu' debole delle altre 7, ma in altri punti del grafico si comporta meglio della rossa, anche questo suona strano. Normalmente la cella piu' debole resta piu' debole su tutte le scariche e non solo su alcune. E' per questo che penso ad un problema di contatti..


    Il mistero si infittisce, ma considerando che basta una sola cella sf...ta a limitare tutto il pacco, è sicuramente utile capire che succede, come è utile capire se acquistare queste celle significa trovarsi delle differenze cosi elevate, specie con una serie di 72cell!!


    Possibile che il produttore possa vendere celle con tolleranze cosi' diverse tra loro? Magari provo anche io nel mio piccolo a fare qualche verifica magari a mano sulle celle, devo solo trovare il modo di simulare un amperaggio costante e verificare il voltaggio sulle singole celle..

    Ringrazio ancora Riccardo per tutte le info che sta tirando fuori, sono davvero molto interessanti!

  20. #80
    Super_Mod

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    Criss, io devo proprio sperare non sia il cablaggio...parliamo di un'auto 4 posti, con celle nei cassoni... per arrivarci devo metterla sul richiponte e lavorarci per giorni!
    A parte che se riapro quel delirio di cavi va a finire che mi ci impicco...

    Falsi contatti: forse solo proprio sul cell-log, che tende a spegnersi se tocco il connettore. Però oggi confronto altri log, se fosse un problema di cablaggio dovrebbe essere sempre sulla stessa cella come posizione nel cell-log.

    Sulle interpretazioni non sono proprio d'accordo, o meglio: la cella rossa secondo me potrebbe solo indicare una carica iniziale più bassa, e quindi resta più bassa anche in ricarica. Le altre sono un po' meno spiegabili, avere tensioni più basse in scarica e più alte in ricarica indicherebbe qualcosa tipo capacità inferiore o resistenza interna superiore, ma durante i test singoli non ho apprezzato grosse differenze... però erano test a C 'bassi'.

    Comunque non finisce qui, ho fatto i miei primi 100km e magari scopriamo che le differenze vanno scomparendo con le ricariche a bordo, non dimentichiamo che la prima ricarica è stata fatta singolarmente o a gruppi di 3 monoblocchi, quindi non proprio uguale per tutte le celle.

    To be continued...
    Certificatore energetico (ex?) in Lombardia

    FIAT Seicento Elettra 'Eli': http://www.energeticambiente.it/fiat...ia-di-eli.html

    Ecolà-Retrofit elettrico di una Lambretta del 1952: http://www.energeticambiente.it/categoria-l1-l3-es-scooters-moto-trasformate-elettriche/14725064-e-arrivo-la-ecola.html

    riqualificazione energetica del mio appartamento:http://www.energeticambiente.it/sist...-ho-fatto.html

  21. RAD
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