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Test e caratterizzazione batterie LiFeYPO4

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  • Test e caratterizzazione batterie LiFeYPO4

    Ciao a tutti!

    Vista la spesa affrontata e la disponibilità di un minimo di strumentazione, ho deciso di caratterizzare e condividere sul forum la mia esperienza con le batterie al litio di 'nuova' generazione, che mi sono arrivata proprio oggi per la mia Seicento Elettra.

    Parlo di 18 batterie comprate qui:
    EV-Power | Lithium Battery 12V/60Ah (WB-LP12V60AH)

    Comincio con i dati forniti dal costruttore e quelli da me rilevati; in particolare ho subito notato che il peso dichiarato, 13kg +-0,15, è abbastanza superiore al peso reale da me misurato (11,5kg)

    Questo sembra positivo ma spero non sia dovuto al fatto che risparmiano sui materiali 'costosi'!

    La tensione iniziale delle batterie è esattamente pari a 13,20V per tutte! Altro buon segno, sembrano molto uniformi (anche se la tensione a vuoto dice poco)

    Queste batterie sono formate da 4 celle impacchettate; uno dei motivi che mi spinge a caratterizzarle è il fatto che per montarle senza dover adottare soluzioni scomode e meno ottimali (batterie coricate e/o fuori dagli appositi cestelli, o modifiche agli stessi) dovrò 'smontarle' prima di metterle sull'auto per risparmiare qualche cm in altezza.

    Quindi effettuerò una ricarica completa delle batterie e poi una scarica controllata con un marchingegno che spero funzionerà senza problemi, lo 'scaRICCAtore' di cui parlo qui:
    http://www.energeticambiente.it/veic...-trazione.html
    che in pratica effettua una scarica delle batterie a I costante fino a una certa tensione minima.

    Per queste batterie il range di utilizzo indicato è 11-16V; io ho deciso di tenermi un po' più lontano dagli estremi di 'sopravvivenza' delle batterie e delle celle singole (che dovrebbero corrispondere a 2,5V e 4V).
    Quindi l'intenzione è di usare le celle tra 2,8 e 3,6V, corrispondenti a una tensione di batteria compresa tra 11,2 e 14,4V.

    Cercherò anche di misurare quanta energia la batteria accetta in ingresso per salire da 14,4 a 16V, per verificare se effettivamente (come credo) è una frazione limitata della capacità totale.

    Per ora basta con l'introduzione, eccovi una foto delle prime 4 batterie sotto carica

    carica_batterie.JPG

    in 1h40' @5A (quindi 1,2aA per batteria, circa 2Ah per batteria) la tensione è salita a 13,4V circa.

    Vado a portare il cane a spasso, poi mi guardo un telefilm...ennesima notte quasi in bianco...
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  • #2
    Ma hai calcolato bene la potenza necessaria a far funzionare l'auto elettrica?
    Quattro batterie mi sembrano insufficienti. Infatti che potenza ottieni? 12 x 60 x4 = 2880 W .
    Che autonomia speri di raggiungere ? Te lo dico perchè mi sembrano pochino.

    Ciao.

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    • #3
      @tonino50: Se leggi la discussione FIAT SEICENTO Elettra: batterie di trazione alternative, vedrai che non sono solo 4 batterie ed il calcolo fondamentale non è la potenza, ma la tensione!!!
      Comunque non si dice potenza delle batterie, ma capacità, che in questo caso è:
      3,2V(tensione nominale LiFe)x16cellex60Ah=3072wh=3,072Kwh.

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      • #4
        Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
        Ciao a tutti!
        Parlo di 18 batterie comprate qui:
        EV-Power | Lithium Battery 12V/60Ah (WB-LP12V60AH)
        Wow, complimenti per il grande passo, adesso pendiamo tutti dai tuoi potenti mezzi Sono proprio curioso di vedere i dati che riuscirai ad estrapolare, tutte informazioni molto utili alla comunità di "litiomani" che è in decisa fase di espansione.

        Com'e' andata la notte in bianco? Sei riuscito a caricarle?

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        • #5
          Originariamente inviato da tonino50 Visualizza il messaggio
          Quattro batterie mi sembrano insufficienti.
          @tonino (e a tutti): è il caso di leggere attentamente quanto scritto no? Ho acquistato 18 batterie, le 4 nella foto sono quelle che testerò per prime.
          Inoltre questo 3d vuole essere generico, quindi per favore evitiamo di entrare troppo nel dettaglio con calcoli e considerazioni riguardanti l'auto in questione, che per chi è curioso è trattata molto ampiamente nella sezione apposita:
          Fiat Seicento Elettra

          @ccriss: stamattina la carica ancora proseguiva, diciamo che mi aspettavo ci fosse meno capacità da rabboccare sopra i 3,2V.

          Dopo la notte ho fornito alle batterie circa 60Ah (quindi 15Ah ciascuna) effettivi (ai morsetti), e la tensione e salita di circa 0,2V (da 3,3 a 3,5 sotto carica)
          Dati un po' approssimativi, se riesco preparo un alimentatore più potente e stabilizzato a corrente più elevata.

          Stasera dovrebbero essere cariche queste prime quattro, e se finisco lo scariccatore comincio a testarne la capacità
          Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
          Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

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          • #6
            Non avevo seguito la discussione precedente.18 batterie la cosa cambia, sono sufficienti , allora hai voglia a ricaricare. Quanto hai speso in totale?

            Facci sapere come va.
            Saluti.

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            • #7
              Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
              Stasera dovrebbero essere cariche queste prime quattro, e se finisco lo scariccatore comincio a testarne la capacità
              Ciao Riccardo!

              Dicci di piu!Ho visto velocemente lo schema dello "scarricatore". Come li farai i test? Testerai ogni singola cella da 3.2v oppure il test è sulla monoblocco? Cosa usi per monitorare le tensioni? A quanta "I" farai i test?

              Farai le prove anche a diverse temperature esterne per vedere di preciso come si comportano queste celle?

              Ti seguo con interesse.

              Bici elettrica MKIII : qui.

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

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              • #8
                Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio

                @ccriss: stamattina la carica ancora proseguiva, diciamo che mi aspettavo ci fosse meno capacità da rabboccare sopra i 3,2V.
                Con 1,2A per una batteria da 60AH che (almeno dovrebbe) viene consegnata carica al 50% significa dover aspettare quasi 30 ore.
                Mi sa che le vedrai cariche quando torni questa sera da lavoro.

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                • #9
                  Ciao Riccardo
                  Osservando la foto della fase di carica piu in alto ti suggerirei per distribuire al meglio le cadute di tensione provocate dalla corrente di carica di attaccare il polo positivo sulla prima batteria e il negativo sulla quarta batteria.
                  In questa maniera i quattro elementi sono caricati con identiche tensioni anche a correnti elevate.
                  La stessa cosa vale ancora di piu per la scarica se fatta in parallello ad alte correnti.
                  Sto dicendo cose ovvie .... Ciao
                  Ti serve un caricabatterie con piu corrente?
                  Io ne ho uno che dovrebbe tenere fino a 12A e 16V continui switching. Autocostruito naturalmente (era un alim. di un vecchio elaboratore Siemens modificato. Che coincidenzaaa....)
                  Ciao
                  Ultima modifica di stefanoPc; 21-05-2013, 20:18.
                  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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                  • #10
                    Non è male l'idea di caricarne 4 assieme, io, le ho caricate una alla volta (ma sono solo 4) perchè avevano tensioni differenti di quasi 0.5V, 2 le ho caricate fino a 16V (una anche qualcosina di + perchè non ho seguito l'ultima mezzora di carica a 8 ampere) ora son passati 2 giorni e sono a 14.4 e 14.2V, altre 2 le ho caricate fino 14.6 e ora sono a 13.8 e 13.6V, prima di collegarle al mio birò le equalizzo con un circuito che mi sono realizzato (http://www.energeticambiente.it/cate...#post119443037)
                    Qualche video dei miei esperimenti li trovate su:
                    http://it.youtube.com/user/alessiof76

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                    • #11
                      Arieccomi!
                      Ecco che si sono fatti vivi tutti gli smanettoni del forum! Beh tutti proprio no....

                      Andiamo per ordine...
                      @spuzzete: lo scariccatore fa i primi vagiti ma ovviamente io parto bene e finisco male (coi cablaggi) quindi vado un po' a rilento...dettagli nel 3d apposito, comunque se funzionerà a potenza massima dovrebbe scaricare le monoblocco a 25A costanti.
                      Parto con le monoblocco proprio per testarle prima di aprirle e perdere la garanzia.
                      Le tensioni di stacco sono 10,8V per la monoblocco e sarenno 2,8 per le celle singole. Se riesco a ritoccare una resistenza nel groviglio di cavi devo rialzare quel 10,8 a 11V, ma sono 0,05V per cella; però non mi piace sfruttare tanto in scarica 'ste monoblocco, quindi sulle prime scariche vigilerò perchè se la V precipita in fretta sotto una certa tensione stoppo prima.
                      V e I monitorate con due begli indici analogici di recupero, più il cell-log esterno tanto per loggare il tutto (se riesco a configurarlo..troppa roba nuova!)
                      Per le diverse T esterne direi che sarà dura, mica posso metterle in frigo... per ora fa freschino, ma le misure a caldo e in inverno mi toccherà farle indirettamente sull'auto, misurando assorbimento dalla rete e percorrenze.

                      @stefano: giusto, già fatto, anche se comunque a fine carica la I scende e le differenze si riappianano (max 0,1V a 10A, comunque). Con il mio alim d'ora in poi per fare prima ne carico 2 alla volta, quindi cavi raddoppiati, e incrocierò come suggerito in e out. Si vede che sei pratico!
                      Se vieni in zona sabato... magari porta il tuo mostro... io nei prossimi giorni vedo se accrocchio un altro analogico più potente.


                      @criss: infatti, carica finita verso le 20! Vedo se riesco a farne qualche grafico, non facile perchè sono tutti dati presi manualmente.
                      Alle 20 ero a 13,9V e ho verificato che la V ha cominciato a salire in fretta.

                      @Alessio: si può fare sempre ma con accortezza. Se l'alimentatore non ce la fa le precarichi singolarmente ma puoi equalizzarle parallelandole quando sono già cariche e assorbono meno I.
                      L'unica cosa, ATTENZIONE, mi sembra si chiami inrush current: prima di parallelarle DEVONO essere a tensioni uguali, specie se a cariche intermedie! E uguali intendo uguali al centesimo di V con un voltmetro decente!
                      Infatti se consideri la quantità notevole di energia accumulata per portarle da 13,2 a 13,3V (per esempio), mettere in parallelo due batterie a 13,2 e 13,3V provocherebbe correnti elevate tra una e l'altra.
                      Invece se sono cariche, diciamo sopra i 13,5V, possono essere meno uguali, visto che basta poco a salire da 13,5 a 14V.
                      Quindi caricale tutte a 13,5-13,6V poi le paralleli e le equalizzi. Ma io mi fermerei a 14,4-15V max, mai oltre i 16V, occhio! E' probabilmente inutile (ora verifico) e può danneggiarle


                      Ora quindi vado a fare il test su una sola, tanto per verificare la mia convinzione che andare sopra i 3,6V non serve proprio a niente (quasi)
                      Ultima modifica di richiurci; 21-05-2013, 22:42.
                      Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
                      Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

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                      • #12
                        l'equalizzatore mi serve appunto per equalizzare alla stessa tensione batteri che sono in serie, a vuoto o sotto carica. L'idea che mi son fatto è che i 16 volt servano solo alla prima carica per portar tutte le celle alla massima carica prima di iniziare ad usare la batteria, in un link del costruttore Winston Battery Limited è rappresentato il diagramma di carica e ad occhio i 16 volt sono superati per 30 minuti!! poi finisce il diagramma di carica, nel loro blog consigliano la prima carica a 16 e le successive a 14... vedremo se ha senso. anche io per provare ne ho caricate solo 2 a 16V e vederemo se si comportano meglio le due batterie caricate a 16 o qelle a 14 e rotti..
                        Qualche video dei miei esperimenti li trovate su:
                        http://it.youtube.com/user/alessiof76

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                        • #13
                          cavoli sono stanco morto, oggi vado a dormire 'prima'...

                          Anticipo solo qualche considerazione sul 'fine carica', anche perchè lo stato di carica iniziale è meno determinato (50% come dice criss forse?)
                          Per salire da 13,5 a 13,9V circa 13,5 Ah per batteria
                          Per salire da 13,9 a 14,5V circa 0,6Ah per batteria; da 14,5 a 14,7 altri 0,8 Ah

                          Solo una batteria ho provato a portarla a 16V come consigliata; ha assorbito altri 0,6Ah

                          Quindi, strapremesso che sono misure approssimate, l'ordine di grandezza è chiaro, per andare oltre i 14,4V (cioè 3,6V/batt) si immettono nella batteria circa 1,5Ah, cioè circa il 2,5% del totale?

                          Ne vale la pena? Secondo me proprio no, anche perchè il rendimento del processo chimico probabilmente è peggiore a queste tensioni (le celle scaldano, anche se io non sono riuscito a percepirlo per le correnti basse)
                          Avere un 2-3% di autonomia in più (forse) rischiando danni alle celle...

                          Comunque farò il test di scarica per le batterie caricate a 14,4 e quella caricata a 16, vedremo cosa salta fuori, magari la 1a carica a 16V può essere consigliabile come dice il costruttore (in maniera poca chiara e controversa) per 'formattare' le celle
                          Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
                          Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

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                          • #14
                            Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
                            V e I monitorate con due begli indici analogici di recupero, più il cell-log esterno tanto per loggare il tutto (se riesco a configurarlo..troppa roba nuova!)
                            Per le diverse T esterne direi che sarà dura, mica posso metterle in frigo... per ora fa freschino, ma le misure a caldo e in inverno mi toccherà farle indirettamente sull'auto, misurando assorbimento dalla rete e percorrenze.
                            Ciao Riccardo,

                            Non ti ho piu mandato il messaggio su come usare ed impostare il cell-log. Ma è semplice, si tratta solo di navigare tra i menu per impostare quel che vuoi, poi magari approfondisco in privato quando ho tempo.

                            Pensavo al tuo "scarricatore" e sarebbe bello integrare un wattmetro con tanto di sonda temperatura ed un logger, ma qui siamo quasi OT, proseguirò nella discussione sullo scarica-batterie.

                            Per le prove a temperature basse già mi immaginavo un frigo o freezer a pozzo con batterie scarricatore e strumenti dentro...lol..ma io forse sono troppo DIY!Comunque a parte gli scherzi, le prove si potrebbero fare in inverno se decidi (tu o Ccriss o qualcuno nei tuoi paraggi) di privarsi di una o piu celle per qualche giorno e fare i test, sicuramente avremmo tutti un'idea piu precisa del comportamento reale al variare della temperatura.

                            Bici elettrica MKIII : qui.

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

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                            • #15
                              Riguardo la temperatura: in questi giorni qui siamo quasi in inverno, i test li sto facendo a 12°C! E se come spero tra qualche giorno torniamo alla normalità forse faccio in tempo a fare test a temperature discretamente più alte.

                              Veloce punto della situazione... visto che le prove sono lunghine mi limito a qualche altra considerazione meccanica, mi ci vuole tempo per elaborare i dati!

                              L' estrazione delle singole celle dal contenitore (perproblemi di ingombro e accesso alle singole celle) permette unulteriore risparmi di circa 1,65 kg per ogni batteria; le 4 cellepesano quindi meno di 10 kg comprese le fasce e le piastre metallichedi contenimento; quindi il peso delle singole celle è coerente conquanto dichiarato dal costruttore (2,3kg/cella)
                              Altraosservazione meccanica: mentre i filetti esterni sono M8, quelliinterni sono da M6 (da considerare per le connessioni)

                              Ecco una foto della prima batteria da me aperta (con calma seguirà video):
                              batteria.JPG

                              Per l'apertura conviene agire 1-2mm sopra la giunzione tra corpo e coperchio del contenitore, così si può usare un seghetto e anche se penetra un po' troppo non va a intaccare le celle.

                              In quest'altra foto la batteria durante il test di scarica, quindi collegata a scariccatore e cell log
                              batteria&scariccatore&celllog.JPG

                              Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
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