Batterie per ad alta capacità di scarica per veicoli elettrici. Test e considerazioni.

[lucusta]

Note di Moderazione: il primo ed il secondo messaggio di questa discussione sono invertiti

m'interessa il 4C: unitaria (1C); il doppio (2C); il doppio del doppio (4C), che, secondo una stima occhiometrica, dovrebbe fermarsi a 2.979V con 2.62Ah.
se fosse cosi' quelle celle possono andare anche a 8-9C per almeno 1,9Ah (4 minuti), sempre pero' mantenendo una temperatura controllata (raffreddando, perche' a 8C credo che superino molto velocemente i 70°C, e visto che il dielettrico bolle a poco piu' di 80°C diventano pericolose).
con questi dati si ha piu' o meno una buona linearita' (non proporzionale ma una retta su scala logaritmica sembra si avvicini parecchio).

faccio notare i cambi d'inclinazione delle scariche (escludendo il finale con l'esaurimento della cella):

a 1C ce ne sono 2, al 20% ed al 53%;
a 2C si nota il primo cambio al 5%, il secondo al 47%;
a 3C si nota un cambio a meno del 5% ed al 33%.

sono cambi dovuti all'inalzamento della temperatura ed all'aumento della resistenza interna, e logicamente si presentano progressivamente prima per il fatto che le celle si scaldano prima all'aumentare del fattore di scarica.
teoricamente a temperatura termostatata dovrebbe dare una retta per la maggior parte della scarica (ed almeno un 10% in piu' per 1C e a man mano piu' elevata per le scariche piu' alte).

tornando all'inizio della discussione (winston che hanno il 15% in piu' di quanto dichiarato), visto che il fattore di scarica che sta' utilizzando Riccardo e' molto piu' basso di quello di Spuzsete (1/6C e 5/12C, di poco inferiore e superiore ai classici 0.3C aka 18A per quel tipo di celle) e che le celle sono decisamente piu' pesanti e voluminose, queste si scalderanno decisamente poco durante la scarica, quindi hanno un andamento pressoche' senza cambi d'inclinazione (almeno nella parte centrale, dal 5 al 75%, se ci ostiniamo a prendere la carica nominale come 100% della effettiva).

insomma, danno di piu' (del nominale) perche' si scaldano meno?

Spuzzete, non hai la possibilita' di correlare i dati delle scariche con quelle delle temperature?

[Spuzzete]

Batterie per ad alta capacità di scarica per veicoli elettrici. Test e considerazioni.

Non volendo inquinare questa interessante discussione: https://www.energeticambiente.it/pil...-lifeypo4.html con test relativi ad altre chimiche, seppur simili, ho deciso di aprire un'altra discussione piu generale dove discutere piu apertamente sulle batterie ad alta capacità di scarica, in particolare (ma non solo) al litio.


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.

[Spuzzete]

Ok, ho fatto altri test a 4C e 5C.

Per quanto riguarda le temperature, non ho la sonda. Costa solo 12 dollari, ma non riesco a trovarla in Canada, farmela spedire dagli USA costa sui 15-25 dollari solo di spedizione!Insomma per ora rinuncio alla sonda perche sto lavorando sulla mia nuova bici elettrica per uso privato (la batteria è da 72v nominali per ora..anche se penso di portarla a 90v) e ci sto investendo un po' di $$.

Per quanto riguarda le temperature fino a 3C siamo ok, la cella non scalda piu di tanto, non è nemmeno tiepida a fine scarica.
Da 4C in poi scalda molto, quasi scotta. A 5C continui credo che inizi a scaldare troppo.

Una nota sul grafico a 5C. Ho provato 2 volte con lo stesso risultato.Non so se è un problema di connettori o se è la cella che sta morendo. Appena ho tempo rifaccio il test saldando i connettori visto che la corrente comincia a diventare importante (15A).

[lucusta]

il 4C mi convince poco... senza la temperatura non e' molto indicativo:
sembra che il 3C sia stato fatto "a caldo" (dopo l'1C e 2C), mentre il 4C "a freddo", e quindi questo e' il risultato.
a 5C " a caldo" credo che sia la sezione dei cavi ad incominciare a dare problemi; comunque si direbbe che la scarica cerchi posti freddi sulle superfici a contatto, e quando li riscalda ne trova altri a minore resistenza, dando quel noise sulla curva... saldare? si, ma con una sezione ed una superficie di contatto adeguata.
15$ per una NT k1? accidenti... credevo al massimo un paio di euro.

[Spuzzete]

Rifaccio i test misurando la temperatura finale manualmente e facendo riposare le celle almeno 2 ore tra un test e l altro . Saldo i cavi da 10 ga sulle celle con stagno di alta qualita e vediamo che succede.

[Spuzzete]

Ok,

ho saldato i cavi e sono pronto per i test. Posterò tutto quando ho finito. Intanto ecco le foto della cella che uso coi cavi saldati a stagno,non è proprio professionale ma sono saldati abbastanza bene per un hobbista:














I cavi sono da 10 AWG quindi non ci sono problemi.

Queste celle sono LiMn Sony Konion. 3.7V 1500mAh nominali. Ne ho messe 2 in parallelo come da configurazione originale (sono presenti negli elettroutensili "Makita").

[lucusta]

saldatura piu' che professionale... io non sono mai riuscito a saldare sulle placche degli elettrodi (e non ho insistito piu' di tanto, vista la pericolosita' dell'operazione!).
attendo i dati, che dovrebbero essere molto gustosi ^_^


PS:
ed ancora piu' gustosi sarebbero sulle batterie che stai sperimentando (quelle dell'altra discussione)...
a proposito, a che punto sei?

[Spuzzete]

Lucusta, leggendo su altri forum la difficoltà di saldare le batterie è anche legata al fatto che se si scalda in maniera eccessiva la parte di contatto sulla cella si possono fare danni (tu queste cose le sai già ma magari chi legge no ).
Quindi ho prima stagnato il cavo, poi ho stagnato le piastrine sulle celle (era già saldate con uno spot welder) che fortunatamente sono di materiale compatibile con lo stagno. Poi ho proceduto tenendo fermi cella e cavo con un braccetto meccanico ed una morsa, alla saldatura dei punti di contatto per diminuire il piu possibile il surriscaldamento della cella.

Per ora ho fatto solo il test a 5C e le cose cambiano. Evidentemente c'era un problema di contatto. La temperatura finale della cella a fine scarica era sui 46-48°C


Risposta al PS: quale altra batteria? Quella ibrida?

[Spuzzete]

Ecco qui finalmente i nuovi grafici. Saldando i cavi e lasciando tempo alla batteria di raffreddarsi la differenza si vede!




Alla linea del 75% (linea verticale) abbiamo le seguenti tensioni:

1C: 3.443v e 27°C a fine scarica
2C: 3.328v e 32.6°C a fine scarica
3C: 3.214v e 35°C a fine scarica
4C: 3.163v e 44°C a fine scarica
5C: 3.086v e 46°C a fine scarica

Queste celle saranno le candidate per un futuro veicolo elettrico ad alte prestazioni. Devo effettuare test a temperature vicine allo zero e sotto zero per vedere come si comportano d'inverno.

[lucusta]

quell'accavallamento a fine scarica non lo capisco...
ma 1C 2C e 3C erano le vecchie curve senza raffreddamento intermedio?

[Spuzzete]

no lucusta, questi sono tutti nuovi test. Non ho usato nessun test "vecchio" in questo test.

[lucusta]

se e' cosi' risulta difficile interpretare 3C e 4C; 4C riesce a dare piu' autonomia di 3C, ma scarica a 12A invece che 9!
ed anche la temperatura e' in linea, ossia piu' bassa a 9A che a 12...
anche 5C ha da dire la sua, in quanto a carica utile.

e' interessante notare la differenza con le vecchie curve.
la 3C ha recuperato ben 0.15V e (solo) 0.04Ah.

comunque la curva 3C che hai generato non e' in linea.
la pendenza della curva e' leggermente piu' accentuata dal 50% in poi, andando percio' a scavallare la 4C.

pero' c'e' da dire una cosa: di sicuro questo sara' un pacco per le temperature canadesi, diversamente sarebbe necessario un minimo di raffreddamento passivo (per quei 12 minuti di pura follia!).

[Spuzzete]

comunque la curva 3C che hai generato non e' in linea.
la pendenza della curva e' leggermente piu' accentuata dal 50% in poi, andando percio' a scavallare la 4C.

pero' c'e' da dire una cosa: di sicuro questo sara' un pacco per le temperature canadesi, diversamente sarebbe necessario un minimo di raffreddamento passivo (per quei 12 minuti di pura follia!).

Si in effetti hai ragione..probabilmente ho ricaricato troppo presto prima di fare il test a 3C senza lasciar riposare e raffreddare le celle.

Alla luce di questo fatto ora non ricarico mai "a caldo" appena torno a casa con la bici elettrica, ma lascio passare almeno un'ora. Chissà, magari preservo anche i cicli di ricarica utili.

Quest'inverno farò anche prove con temperature sotto zero, visto che sto valutando la possibilità di convertire un'auto da benzina ad elettrica.

[lucusta]

ehm... non con queste celle, spero.
un pacco adatto ti peserebbe piu' di collegamenti che di celle.
questi pacchi lasciamoli ai dragster, per quei 12 secondi di follia.

[Spuzzete]

un pacco adatto ti peserebbe piu' di collegamenti che di celle.

Non penso proprio. C'è chi ha già fatto pacchi anche piu grossi (io penso di stare sui 10kwh per fare un commuter) con celle simili (formato26650 se non erro) : Endless-sphere.com • View topic - methods 26kwh Emoli bug build

Se fosse come dici tu dovrei avere già problemi di peso ora..invece no..

Se mi butto in quest'avventura ovviamente userò un tab welder per saldare le celle assieme.

[lucusta]

ho contato 40x12=480 celle!
ecco, non credo che ci sia un modo semplice per descriverlo...

[Spuzzete]

Lucusta so benissimo che sono tante celle...ma un parallelo di n. celle si comporta come una cella unica. Queste sono celle di qualità, so come si comportano, ed inoltre posso selezionarle coi test di carica e scarica tramite il mio CBA 4.

Non nego che sia un lavoro che richieda tempo..l'alternativa è comprare qualcosa di già pronto che costa dalle 2 alle 4 volte tanto. Visto che ho le capacità ed i mezzi, perchè no?

[lucusta]

ti seguo curioso ed affascinato.. apri un thread appena hai qualcosa.

[Spuzzete]

Devo prima vedere come si comportano queste batterie col freddo...se non vanno bene col freddo devo trovare altre celle. Lifepo4 di winston non va bene, forse calb ha qualcosa di nuovo messo in commercio lo scorso anno con range di temperatura piu estesi. Leggevo tempo fa che era soprattutto questione di elettrolita. Se mi lancio nella conversione di un'auto sarà lunga..come minimo si andrà all'anno prossimo solo per l'acquisto del mezzo. Nel frattempo valuto e mi preparo .

P.S. Hai visto la mia nuova bici elettrica? Clicca sulla mia firma..il thread è in una sezione poco frequentata del forum.

[lucusta]

Per le temperature basse l'elettrolita è solo una concausa; molto lo fa la stessa temperatura, perché richiede un salto maggiore per l'energia di attivazione della reazione... queste reazioni funzionano bene a 25°C, come la sodio/sodio metallico necessita di minimo 200°C.
Solo le litio zolfo fosfato o le litio tritanate possono darti qualcosa in più come range di temperatura, ma solo perchè alla fine hanno un delta V inferiore (2.3 e 2.8V nella loro reazione, mentre li litio ferro fosfato sono al limite dei 3.9, e le cobalto arrivano a 4.1).
Coibentaione e raffreddamento/riscaldamento attivo l'hai preso in considerazione? Le auto elettriche oltre i 30-60 di latitudine hanno qualche problemino con le temperature, e la loro diffusione immediata, ossia senza nuove chimiche, necessita di sistemi di servizio per tenerle alla giusta temperatura al di là di queste fasce.

[jumpjack]

Test e caratterizzazione batterie NissanLeaf LiMn2O4 + LiNiO2




Catodo in LiMn2O4 e LiNiO2
Anodo in Grafite
Capacità a 0.3C: 33.1 Ah
Tensione: 3.8 V
Energia: 125,78 Wh
Lunghezza: 290 mm (dimensioni di un normale foglio da stampante)
Larghezza: 216 mm (dimensioni di un normale foglio da stampante)
Spessore: 7.1mm
Peso: 799 g
Volume: 0,44 L
Densità volumetrica: 285 Wh/L
Denstià gravimetrica:157 Wh/kg (mecojons :-) )

Endless-sphere.com • View topic - Nissan Leaf Cells Test Data