Test e caratterizzazione batterie LiFeYPO4 - EnergeticAmbiente.it

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Test e caratterizzazione batterie LiFeYPO4

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  • Ciao Eli come sai ti seguo da lontano nelle tue sperimentazioni.
    Posto qui la raccolta dati del progetto che seguo dal 2012

    NRGBOX

    e ti do qualche indicazione. Come sai il "controllo" dello stato di carica
    di una cella al Litio è un pò più complesso di quello fatto per il Piombo
    nel quale ci sia avvale solo della misurazione di tensione e come sai
    nel mio progetto mi sono avvalso di aziende esterne alla mia per realizzare
    il prodotto che essendo molto complesso ( se vuoi una descrizione più tecnica
    di quella del link sopra postato sono lieto di inviartela ) ha un BMS prodotto
    in italia che ha un algoritmo di calcolo che per la determinazione del SOC
    si avvale anche della misura (contabilizzazione) degli Ah entranti e uscenti
    dalla cella o del più complesso pacco batterie mediante una sonda a effetto
    Hall per la misura in continua della corrente. Solo con questa misura ( e conteggio)
    puoi elaborare degli algorotmi affidabili sullo stato di carica delle litio.

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    • Calcolare % capacità mediante OVC delle celle LiFe non è facile, incidono temperatura, aging, nr di cicli etc..
      Insomma è un esercizio troppo complicato se si vuole avere una idea precisa del SOC.

      Tempo fa avevo trovato questo doc, ma ce ne saranno molti altri, che riguardano però le A123. Su queste celle hanno fatto parecchi studi, mentre sulle LiFeY non saprei. Diciamo che da una idea .
      http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc...=rep1&type=pdf

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      • Originariamente inviato da ccriss Visualizza il messaggio
        Insomma è un esercizio troppo complicato se si vuole avere una idea precisa del SOC.
        @ccris confermo, si mi ero dimenticato che ogni cella è anche controllata in temperatura

        Eli non per scoraggiarti ma non è esercizio per un autocostruttore a meno che non abbia
        risorse e conoscenze interdisciplinari tecnologia costruttiva, elettronica di controllo firmware
        di gestione e controllo del processo di ricarica, come ti ho già detto per arrivare a quello postato
        sopra ci ho messo anni avvalendomi di aziende esterne e la difficoltà maggiore sta nel far
        comunicare il BMS con il regolatore di carica per effettuare le ricariche con bilanciamento fianale
        nel modo più consono possibile e cosi allungare la vita del pacco batterie.

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        • Eli comunque le tue misure non mi convincono, sicuro del voltmetro?

          Io ho sempre trovato valori come su questa ultima cella...anche andando a 3,7V o oltre, dopo 15' la cella era già ritornata a 3,5V e stamattina dopo circa 12h era assestata sul valore di carica al 100% pari a 3,4V
          I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
          https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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          • Mho studio meglio..., grazie a tutti per i contributi.
            p.s. comunque avevo detto che forse sono in errore .
            Regolamento: http://www.energeticambiente.it/misc.php?do=vsarules

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            • Mentre finisco i test vi anticipo la foto della cella guasta:
              Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   cella_rotta.jpg 
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Dimensione: 726.8 KB 
ID: 1962497

              nessun guasto macroscopico evidente. Sul fondo c'era qualche cc di liquido risultato infiammabile (mi dicono sono idrocarburi)

              Con calma e le protezioni del caso proverò ad "aprire a ventaglio" i sacchetti, in questo caso non ci sono rischi di incendio essendo la cella esattamente a 0V quindi elettricamente inerte
              I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
              https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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              • Anticipo i test con un confronto tra cella nuova e la peggiore delle tre vecchie estratte:
                Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   test_50000003.jpg 
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Dimensione: 33.1 KB 
ID: 1962504

                differenza notevole, ma anche la vecchia è ancora sopra i 60Ah nominali
                I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                • ciao Riccardo
                  la cosa è molto interessante , dalla foto appaiono 2 zone (grigio e nero ) nella plastica, presumo, trasparente,
                  è per via di un doppio strato di plastica nel punto grigio
                  o per via di infiltrazioni di gas in quella parte
                  o altro, sarebbe interessante un'analisi della cella per capire cosa sia successo e in cosa si è concretizzato in pratica il decadimento della cella.

                  per i praticoni come me....potresti indicare come fai a misurare la capacità , non in teoria ma proprio in pratica.
                  cosa usi per la carica
                  cosa per la scarica
                  cosa per la misura
                  tempi di esecuzione ecc

                  tanto per fare un confronto con i livelli di tensione delle mie calb40:
                  ora carico a 3,51V
                  il crollo di tensione che appare nel tuo grafico a 3,25, 3,26v, sulle mie è a 3,35/3,36
                  dopo una 30ina di km trovo le celle mediamente a 3,30/3,33v (facendo 2 conti dai kwh da rete per riportarla a 3,51 carico circa 13Ah/cella)
                  dopo una 50ina di km sono mediamente a 3,25/3.28v (per riportarla a 3,51 carico circa 20Ah/cella)
                  dovrei pianificare un consumo sui 70/80 km e fare una carica, per avere un dato con una scarica maggiore
                  (70/80% di scarica, visto che i 90/100km sembrano il limite in sicurezza con il mio pacco da circa 10KWh)

                  in pratica le mie sembrano avere un andamento meno piatto delle winston

                  un'ultima cosa , percepisco una differenza abbastanza notevole nelle prestazioni tra quando è carica al 100% e quando è al 50% , tu cosa noti?
                  www.fisicainvideo.it

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                  • Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
                    ma anche la vecchia è ancora sopra i 60Ah nominali
                    Due considerazioni:
                    A) La cella nuova da 72AH è esageratamente sopra la sua capacità nominale. Mi aspettavo rilevassi dai 63 ai 66ah. Forse sei stato piuttosto fortunato con quella nuova. Sono andato a vedere i primi post e mi sembra che avessi rilevato 66Ah circa con le prime con scarica a 65A. Una delle mie celle migliori da 60AH oggi quota 63AH, ma non era nuova, sono tutte usate, quindi non posso contribuire al tema.

                    B) La vecchia ha 60AH, riesci poi a dirci dopo quanti cicli e DOD medio per ciclo? Sarebbe interessante per capire l'aspettativa di vita, so che hai in mente un reportage alla "Presa Diretta" o Report, ma sono troppo curioso per non chiederlo.

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                    • Rispondo senza anticipare troppo del mio report

                      No scherzo ccriss, è che sono lento a raccogliere le idee, sui DOD non sono sicuro..ma vado per ordine...

                      Questo era l'articolo sul test delle celle nuove:
                      Test e caratterizzazione batterie al litio LiFeYPO4 - ElectroYou

                      c'è dentro anche lo "scaRICCAtore", è un dispositivo da me realizzato per scaricare a corrente costante le celle, per rispondere a Ponzo.

                      Quel test era stato un po' più confusionario...avevo fretta e molte batterie le avevo testate come monoblocco e non come celle singole.

                      Ma... in scarica si vedono valori maggiori del 110-112% (quindi effettivamente capacità di 66-67Ah), ma il valore in carica sembra abbastanza maggiore, anche 125%.

                      QUESTO test lo sto facendo usando:

                      - in scarica il solito scariccatore; scarica 25A costanti, quindi il test di 4 celle dura 2h o poco più e bisogna starci attenti. Per arrivare a fondo con tutte le 4 celle ho effettuato, man mano che si "svuotavano", dei rabbocchi di quelle che collassavano prima.

                      - in carica alimentatore limitato in corrente; carico a 4A quindi ci vogliono ben 15h o più per finire (e infatti non ho ancora finito.
                      Ogni 45' (cioè 3Ah, 5% della capacità nominale) misuro le tensioni.

                      In questo modo finalmente (e grazie all'esperienza fatta) ottengo grafici più leggibili e riferiti alla % di capacità immessa o prelevata.

                      Nessun rendimento di caricabatteria da scorporare.

                      Avrei potuto riesumare il cellog ma non avevo voglia anche perchè mi sarebbe servito solo come allarme, i grafici preferisco farli io perchè quelli del cell-log non so come editarli (assi, unità di misura ecc)

                      Riguardo i cicli effettuati, devo ricontrollare meglio i conti ma dovrei essere intorno all'equivalente di circa 744 cicli al 70%; il 15% dei 5000 garantiti, quindi se non faccio altri danni in teoria potrei fare 340000km totali.

                      Valore troppo ottimistico, c'è anche l'invecchiamento "on the shelf" ....
                      I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                      https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                      • dimenticavo due domande di ponzo...

                        il colore differente non so a cosa sia dovuto, forse effettivamente un doppio strato di plastica, e sul 2o non c'è l'effetto "bagnato" del primo a contatto con l'elettrolita.
                        Quando la smembrerò farò sapere.

                        Riguardo le prestazioni: per sentire un calo devi andare molto vicino alla scarica totale e avere il pied epesante, perchè finchè le celle hanno energia è l'inverter a limitare e non loro...insomma non credo di aver mai percepito un calo.

                        Invece, avendo un allarme sonoro che bippa a 2,8V è inevitabile che col freddo o all'avanzare della scarica il guidatore usi con più parsimonia l'acceleratore per salvarsi i timpani...insomma il calo di prestazioni viene imposto dal mio circuito ben prima che le cele vadano in sofferenza, guasti del circuito permettendo
                        I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                        https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                        • Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
                          calma e le protezioni del caso proverò ad "aprire a ventaglio" i sacchetti, in questo caso non ci sono rischi di incendio essendo la cella esattamente a 0V quindi elettricamente inerte
                          Ciao Riccardo hai smontato le celle ?
                          Potresti per cortesia postare qualche foto per vedere come sono fatte all'interno ?

                          Ciao .

                          PS . ho scritto contemporaneamente a te .
                          Dante : " Fatti non foste a viver come bruti .... "

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                          • grazie della risposta. (mi si stanno chiarendo le idee)
                            con cosa rilevi le tensioni nel tempo (a mano o...)
                            e come desumi la capacità?

                            ora ho anche capito da dove arrivavano quei 340000 km di cui parlavate tempo fa e di cui non capivo il calcolo
                            quindi di conseguenza facendo io una 20ina di cariche al mese, con 35/40 km in fatti in media al (50%o meno di scarica)
                            e considerando sempre i 5000 cicli
                            sarei realisticamente sui 180000 200000 km.....magari

                            novità sull'analisi della cella morta?

                            firmato
                            gugli....per gli amici "Ponzo"
                            www.fisicainvideo.it

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                            • ahahhah scusa ti ho confuso con un altro maniaco

                              km sopra i 150000 secondo me saranno duri da ottenere a causa dei nostri "errori", ma anche perchè vorrebbero dire decine di anni, e le celle invecchiano anche a star ferme.

                              Tensioni rilevate "a mano" con voltmetro professionale.

                              Le capacità...sapendo la corrente COSTANTE di carica o scarica, basta fare I x t (con I in ampere e t in ORE) per ottenere gli Ah erogati o ricaricati
                              I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                              https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                              • Riccardo 5.000 cicli con residuo di capacità al 80% li vedo proprio difficili da quello che hai rilevato. Sono andato a vedere i datasheet aggiornati e danno la capacità delle celle con scarica ad 1C al 110%. Facciamo che le celle sono da 66AH, quindi hai perso quasi il 10% con 750 cicli. Altri 1.500 e sei al 80% di residuo per un totale di 2.250 cicli, non è male! E' vero che l'invecchiamento inciderà pure, ma mi aspettavo risultati migliori. Io in effetti avevo celle da 40AH che dopo 1.500 cicli al 50% DOD misuravano intorno ai 36AH in piu' di 5 anni. Se partivano da 44AH,io purtroppo non le ho misurate da nuove, direi che il risultato è grosso modo simile.
                                P.S.: considera che io le caricavo sempre a 3,6V ,un po' alto secondo me, e che raramente le ho portate a scaricarle oltre il 90%.

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                                • Però ccriss considera che avevo il bms rotto, non so da quando.

                                  Magari, spero di no (perchè fosse così potrei avere altre celle danneggiate) la rottura ha portato ripetuti overvoltage.

                                  Oppure rispetto ai cicli dichiarati è la modalità d'uso: se è vero che l'intensità media di scarica è bassa è anche vero che ci sono le accelerazioni, diversi secondi a valori di corrente che si avvicinano a 2C.

                                  Sto per partire quindi ci metterò un po' a finire tutti i test, anticipo il grafico in scarica delle 4 celle
                                  Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   04_scarica.jpg 
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Dimensione: 49.2 KB 
ID: 1962518

                                  @experimentator: ho altre priorità, l'apertura della cella viene dopo, spero di farcela settimana prossima
                                  I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                                  https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                                  • qui il report sui test effettuati:
                                    Storia di Eli parte III: test batterie ed autopsia cella dopo 50000 km - ElectroYou
                                    I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                                    https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                                    • Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
                                      Complimenti @riccardo nel tempo mi riprometto di leggere tutti i tuoi articoli restanti

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                                      • Grande report!!! Non vedo l'ora di vederti a presa diretta o qualche altra trasmissione di approfondimento
                                        L'ho letto tutto d'un fiato. L'aging delle celle è un fattore non trascurabile nella perdita di capacità e ricordo che nei primi anni perde in modo significativo, poi tende ad appiattirsi.

                                        Questo doc ad esempio ne parla diffusamente
                                        https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00876555/document

                                        Non so se puo' essere utile, magari in futuro, anche io ho uno "scaricatore" che ti posso prestare e lavora su singola cella. Non ha la scarica di A costanti (scarica circa 60A), ma ha un wattometro che ti mostra quanti A e quanti WH ha consumato, quindi ti eviti di prendere le misure. MI era servito per testare una 40na di celle, una fatica!!!
                                        Diciamo che senza smontare la cella potresti testarla e poi ricaricarla singolarmente, ho anche il CB apposta.

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                                        • spero di poterne fare a meno per almeno altri 5 anni
                                          I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                                          https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                                          • Aggiorno il 3d per segnalare un altro test su LiFeYPO4, effettuato sulle celle cilindriche di una Mia Electric.

                                            Sono celle 32650, cioè più grandi di quelle usate dalla Tesla..ma probabilmente impiegate in maniera meno oculata visto la durata limitata.

                                            Il test e alcune curiosità sull'auto lo leggete qui:
                                            MIA Electric: descrizione auto e test batterie 32650 - ElectroYou
                                            I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                                            https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                                            • Grazie Riccardo per la condivisione di un lavoro che per ma da delle indicazioni molto preziose.
                                              Dal 2012 mi occupo di accumulo su LiFePO4 da fotovoltaico. La tua relazione conferma la scelta
                                              e l'uso di pacchi batterie sufficientemente dimensionato un termini di sollecitazioni alla scarica
                                              e che la scelta di BMS a bilanciamento attivo/passivo conferma la giusta direzione presa tempo fa.
                                              Grazie ancora

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                                              • Originariamente inviato da peter12 Visualizza il messaggio
                                                Grazie Riccardo per la condivisione di un lavoro che per ma da delle indicazioni molto preziose.
                                                Dal 2012 mi occupo di accumulo su LiFePO4 da fotovoltaico.
                                                Interessante, sai mica se esiste un regolatore di carica da 60V per LiFePO4? Ho delle vecchie batterie da riciclare, e di ricellare a mano 200 celle per ottenere batterie da 12 o 24 volt non mi va per niente...
                                                Certo poi anche trovare un inverter da 60V a prezzi sensati mica è facile.... ma il regolatore pare propio impossibile, più che "non facile"!
                                                Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                                                • Originariamente inviato da jumpjack Visualizza il messaggio
                                                  Interessante, sai mica se esiste un regolatore di carica da 60V per LiFePO4?
                                                  Ciao jumpjack non capisco.
                                                  Io uso regolatori di carica da FV 500-600 Vdc a 60 Vdc (max) 40A testati per il mio progetto
                                                  (pacco batt da 48 Vdc in realtà anche 96 Vdc).
                                                  Ma ne esistono anche da 220 Vac ingresso rete e uscita 60 Vdc (48 Vdc nom o 96)

                                                  Il problema non è quello è che per essere efficaci debbono comunicare con il BMS.
                                                  La mia tecnologia lo fa ( via CAN o via RS485) ma singolarmente non te ne fai nulla.

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                                                  • Da 500-600V immagino costino qualcosa come 3000 euro....
                                                    Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                                                    • jump non ho capito cosa intendi...

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                                                      Considera che se ne metti molte in parallelo (come sulla Mia Electric) ti basta un solo circuito di gestione per ogni parallelo... e potresti comprarlo o realizzarlo come ho fatto io.
                                                      I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
                                                      https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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                                                      • Ho due batterie 60V/20Ah LiFePO4 e due 60V/24Ah LiCoO2, già integrate e dotate di BMS, per un totale forse di 400 celle.
                                                        Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                                                          Ho due batterie 60V/20Ah LiFePO4 e due 60V/24Ah LiCoO2, già integrate e dotate di BMS, per un totale forse di 400 celle.
                                                          Ok adesso ho capito anch'io.

                                                          1 No non costerebbero cosi tanto (molto meno della metà), ma non farebbero al caso tuo

                                                          2 Se hai seguito Riccardo ( o se lo sai già di tuo) saprai che i 3,2 nom della chimica LiFePO4
                                                          diventano 3,6 a fine carica ( limite 4 volt per cella ) da cui i 60 Volt dc max per 15 celle LiFePO4 prismatiche
                                                          del tipo quelle montate da Riccardo sulla sua fiat 600 elettra dopo il "revamping" tecnologico
                                                          (no formato 18650 - Tesla- o 32650 appena testate da Riccardo) Se i 60 Volt sono nominali in partenza
                                                          non va bene il mio caricabatterie che comunque non si interfaccia con un BMS qualunque.

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                                                            Per quanto di interesse.

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                                                            • Bella questa pagina con un grafico esaustivo sulle diverse batterie... Di jumpjack
                                                              Batterie e tecnologie | Jumping Jack Flash weblog
                                                              Ciao
                                                              Solare termico con intergrazione 4 Buderus Sks bollitore 500 L centralina autocostruita Caldaia condensazione Yunkers Stufa a legna a fiamma rovesciata Xeeos Seicento Elettra Robomow

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