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Discussione: Durata batterie e peggioramento prestazioni nel tempo

  1. #1
    TUTOR

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    Predefinito Durata batterie e peggioramento prestazioni nel tempo




    Note di Moderazione:


    Ciao a tutti!

    Gli anni passano e sono ormai disponibili esperienze prolungate di utilizzo in strada di veicoli elettrici.

    Apro questa discussione per condividere queste esperienze e poter fare considerazioni concrete sulla durata delle batterie sugli EV e sul degrado delle loro prestazioni.

    Le domande più frequenti che mi vengono in mente sono:

    1- Quanto durano le batterie?
    2- Come evolve la capacità effettiva col passare del tempo e l'aumentare dei cicli di carica/scarica?
    3- Quali altre prestazioni peggiorano con il tempo?

    ma ovviamente potremo discutere di qualsiasi aspetto legato all'invecchiamento delle batterie

    Buona discussione!


    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  2. #2
    TUTOR

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    Inizio riportando alcuni dati sulla mia esperienza.

    Ricordo che ho rimesso in strada una vecchia FIAT Elettra, auto con 30 kW di motore.

    In Giugno 2013 dopo aver verificato l'affidabilità del mezzo mi sono deciso a cambiare batterie con le classiche "giallone" Winston/Thundersky, batterie al LiFeYPO4 da 60 Ah.

    Avendo preso il mezzo per sperimentare ho effettuato da subito test sulle celle nuove, prendendomi tra l'altro il rischio di aprire con seghetto le batterie da 12V per accedere alle singole celle, il test delle batterie nuove lo trovate qui:
    Test e caratterizzazione batterie al litio LiFeYPO4 - ElectroYou

    Nel 2017 dopo 4 anni e 50000km ho avuto la prima cella guasta, il guasto è stato causato dal malfunzionamento di uno dei circuiti di bilanciamento.
    La sostituzione della cella mi ha costretto a smontare parzialmente i cassoni delle batterie, e ne ho approfittato per un test delle celle "invecchiate" riportato qui:
    Storia di Eli parte III: test batterie ed autopsia cella dopo 50000 km - ElectroYou

    I risultati del test dicevano che le batterie erano ancora efficienti con diminuizione apprezzabile ma contenuta della capacità delle celle.
    Dai grafici si evince anche un leggero peggioramento della resistenza interna, che però non sembra influenzare in maniera apprezzabile altre prestazioni (esempio l'efficienza di carica/scarica)

    Oggi sono ormai avviato verso gli 80000km e i 7 anni di vita, le celle hanno ampiamente superato quello che consideravo il "punto di pareggio" intorno ai 5000km percorsi... e forse si comincia ad apprezzare maggiormente un lieve calo di prestazioni, inavvertibile a 50000km.
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  3. #3
    Amante storico del Forum

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    Ma può tornare utile scaricare completamente le batterie litio per rigenerare un po?Sulla batteria della Ebike che uso (11520 km ,consumati da misuratore da presa 63 kWh ,cosfi medio 0,65)ci sono questi dati di targa 36,2 V 14,25 Ah 524,9 Wh ioni di litio.Sul manuale scrivono di effettuare questa operazione di scarica completa ogni 5000km..scrivono anche di non ricaricarla troppo frequentemente,io a 0 0 non l ho mai scaricata e per di più la carico abbastanza spesso.Danno 88000 km con il 60% di capacità ma non credo proprio questa cosa sia veritiera. Però ho usato il mezzo anche con -5°C mentre sul manuale scrivono di non utilizzare l Ebike a - di 10°c...Tra l altro la uso quasi sempre alla massima potenza.Credo pero,purtroppo di aver già raggiunto il 60% di capacità con 1/7 dei km.
    diezedi,zona Cividale del Friuli.KWp 2,88,totalmente integrato , 20 moduli Unisolar PVL 144W , film sottile amorfi,,2 in parallelo per alimentare 10 microinverter PowerOne da 300W,PDC Templari da 300 lt,2 collettori Kloben CPC da 8 tubi flusso diretto,circolazione forzata.Azimut -90/+90,tilt 18° .Il tutto in funzione dal aprile 2014

  4. #4
    Amante storico del Forum

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    Impossibile che si degradi cosi tanto avendola usata cosi poco. Quanti km o hmt di altezza puoi superare ora e quanto prima a quanto dici tu saresti un poco sopra la meta.

  5. #5
    Amante storico del Forum

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    Conla moto sarei anchio ad un settimo di usura batterie ma l autonomia e ' pure migliorata . Forse per i vari aggiornamenti o miglior mia guida... quello di sicuro

  6. #6
    Amante storico del Forum

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    Esattamente non ho mai fatto gli stessi lunghi percorsi per avere un raffronto l ultimo giro che ho fatto,due settimane fa , ho superato un dislivello di 500 mtlm ,piuttosto ripido per un 6 km,per un totale di 90 km.Naturalmente discesa free elettric ma alla fine era quasi a 0.Nuova ricordo che ne ho fatti sempre sui 90 con un dislivello ,molto più dolce,di 300 mt e ricordo che avevo ancora sicuramente + di 1/4 di carica.Con tra i 3 e 5° di temperatura.Vi è modo di capire se ha perso efficenza?Con il V a fine carica?
    diezedi,zona Cividale del Friuli.KWp 2,88,totalmente integrato , 20 moduli Unisolar PVL 144W , film sottile amorfi,,2 in parallelo per alimentare 10 microinverter PowerOne da 300W,PDC Templari da 300 lt,2 collettori Kloben CPC da 8 tubi flusso diretto,circolazione forzata.Azimut -90/+90,tilt 18° .Il tutto in funzione dal aprile 2014

  7. #7
    TUTOR

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    Bene vedo che siete stati attivi durante il weekend!

    Una prima considerazione: fare conti sulle batterie degli EV è complesso, visto l'utilizzo molto variabile per percorsi, pendenze, guidatori, temperatura esterna, condizioni del traffico e altro.

    A mio avviso quello che si dovrebbe fare per poterci ragionare è almeno una misura costante dei consumi da presa e dei km percorsi, avevamo tentato di diffondere questa abitudine col 3d sui consumi.

    provo a dare qualche spunto

    Quote Originariamente inviata da diezedi Visualizza il messaggio
    Ma può tornare utile scaricare completamente le batterie litio per rigenerare un po?
    ...
    Sul manuale scrivono di effettuare questa operazione di scarica completa ogni 5000km..scrivono anche di non ricaricarla troppo frequentemente,io a 0 0 non l ho mai scaricata e per di più la carico abbastanza spesso.Danno 88000 km con il 60% di capacità ma non credo proprio questa cosa sia veritiera.
    Forse è la prima volta che leggo una cosa simile, le litio non hanno effetto memoria e di solito semmai la scarica completa è sempre sconsigliata.
    Anche l'indicazione sulla carica non troppo frequente è strana, e in base alla mia esperienza e quanto scritto e letto in altri 3d queste indicazioni sembrano un po' frutto di scarso know-how, oppure la consapevolezza di avere un BMS (gestione carica batteria) un po' dozzinale: queste "attenzioni" dovrebbe averle il sistema di gestione e non l'utente!

    Quote Originariamente inviata da Alby62 Visualizza il messaggio
    Impossibile che si degradi cosi tanto avendola usata cosi poco.
    Non è proprio vero, forse non è il caso di diezedi ma c'è anche l' invecchiamento "on the shelf" (sullo scaffale), cioè un peggioramento delle batterie legato agli anni trascorsi dalla produzione e non ai cicli di carica/scarica

    Quote Originariamente inviata da Alby62 Visualizza il messaggio
    Con la moto sarei anchio ad un settimo di usura batterie ma l autonomia e ' pure migliorata . Forse per i vari aggiornamenti o miglior mia guida...
    Anche io ho avuto un miglioramento dei consumi...senza aggiornamenti.
    Gli aggiornamenti potrebbero influenzare (poco) i consumi se riguardano l'equalizzazione delle batterie o l'erogazione di potenza, ma il grosso dipende dalla chimica e dall'elettronica usata...quindi IMHO i miglioramenti sono dovuti al fatto che si "impara" a usare al meglio il mezzo, in particolare la frenata regen.

    Se avete dati precisi (cioè misurati non teorici) sui consumi medi che avete avuto possiamo fare due conti più precisi.

    I dati oggettivi che ognuno dovrebbe fornire sono:
    - anno di acquisto batterie (non sempre coincidente con quello del mezzo)
    - capacità nominale pacco batterie (V x Ah = Wh)
    - km percorsi dall'acquisto batterie
    - consumo medio dall'acquisto batterie (in Wh/km)
    - caratteristiche del veicolo (auto/moto ecc, kW motore ecc)

    E poi i dati soggettivi aiuterebbero a interpretare il risultato (percorsi fatti, DOD (o km percorsi) in media tra una ricarica e la successiva (cioè profondità di scarica media), guidatori del mezzo ecc
    - consumo medio
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  8. #8
    Seguace

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    Anche io non sono affatto d'accordo con le due "teorie" citate sopra riguardo la scarica completa da farsi ogni 5000 km e quella di non ricaricare troppo spesso.
    Se stiamo parlando di celle ricaricabili al litio in tutte le possibili varanti (correttamente equipaggiate di bms che ne governa carica e scarica con controllo sulle singole celle) il tutto non ha senso.
    La scarica completa (da capire poi cosa significa "completa" ) sicuramente non fa bene alla batteria perché sollecita inutilmente gli elementi più deboli.
    La ricarica frequente invece fa bene alla batteria se il progettista ha fatto un buon lavoro.
    Una affermazione di questo tipo sottintende qualche carenza progettuale o avere privilegiato troppo le prestazioni (capacità immagazzinata, tensione di fine carica /bilanciamento) rispetto alla durata nel tempo(numero cicli e degrado capacità ) .
    Oppure potrebbe essere stata fatta ad arte per lucrare sulla sostituzione prematura del pacco batterie visto che difficilmente si rompe qualcosa...
    Ciao.
    Stefano
    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

  9. #9
    Amante storico del Forum

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    Magari ho interpretato male il manuale in inglese.Ma non credo.Comunque ora ho una distanza sicura di riferimento che so che mi scarica la batteria tra un 5000,probabilmente prossima estate lo rifaro con +/- la stessa T ambiente.Grazie.Spero che non sia una progettazione apposita per far durare meno la batteria,però credo di no perché sul manuale hanno fatto dei calcoli di risparmio su 88000 km.Comunque il metodo migliore per capire se vi è decadimento e tenere dati scritti su percorrenze?
    diezedi,zona Cividale del Friuli.KWp 2,88,totalmente integrato , 20 moduli Unisolar PVL 144W , film sottile amorfi,,2 in parallelo per alimentare 10 microinverter PowerOne da 300W,PDC Templari da 300 lt,2 collettori Kloben CPC da 8 tubi flusso diretto,circolazione forzata.Azimut -90/+90,tilt 18° .Il tutto in funzione dal aprile 2014

  10. #10
    TUTOR

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    Sì, percorrenze e consumi...ma non sempre segnalano il degrado.

    L'unico modo certo è testare a T simile (es a gennaio e luglio) la percorrenza fatta fino a scarica completa o a una percentuale esatta di scarica, ma si può fare solo se l'elettronica di gestione è fatta bene.

    Io ho un cicalino che suona quando una cella scende sotto 2,8V, e noto che ora suona un po' più frequentemente con accelerazioni decise, specie in inverno.

    L'unico test oggettivo sarebbe misurare in scarica una o più celle come ho fatto io
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  11. #11
    Amante storico del Forum

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    OK probabilmente rifaro un percorso di 90km a dicembre.Ma l altra volta c era quel vento gelido Siberiano. ,che non ricordo come si chiami....Però spero anche no...
    diezedi,zona Cividale del Friuli.KWp 2,88,totalmente integrato , 20 moduli Unisolar PVL 144W , film sottile amorfi,,2 in parallelo per alimentare 10 microinverter PowerOne da 300W,PDC Templari da 300 lt,2 collettori Kloben CPC da 8 tubi flusso diretto,circolazione forzata.Azimut -90/+90,tilt 18° .Il tutto in funzione dal aprile 2014

  12. #12
    Seguace

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    Ciao chiedo aiuto perchè ho un dubbio che mi attanaglia.
    Voglio testare ad una ad una le mie celle Lifepo4 Wina 36Ah, per capire qual'è la capacità reale.
    Ho un caricabatterie Skyrc da modellismo, che scarica a circa 3A (quindi circa 0,1C) e misura gli Ah.
    Aldilà dei tempi lunghi (non ho fretta), è attendibile una scarica a corrente così bassa? Varia la capacità in base alla corrente di scarica?
    grazie....

  13. #13
    Amante storico del Forum

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    "Varia la capacità in base alla corrente di scarica?"
    in teoria no ma in pratica
    si varia
    dovresti scaricarla con gli stessi ampere dell'uso medio che pensi di farne.
    5.76 kW 24 IBC SOLAR Tilt 19°, Azimut+54° S-SO, Power-One 6 kW , 2 boiler 0-1200W in serie, controllo domotico , SDM220Modbus x monitoraggio consumi con MeterN, 7 split a PDC, 4 inverter Vaio3 Vaillant (eccellenti) scop 3,8 , http://pvoutput.org/list.jsp?userid=8660 Sono certo di non sapere , vivo per imparare.

  14. #14
    TUTOR

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    Ho spostato la domanda di Dormhouse in questo 3d che mi sembra più attinente.

    La risposta di Dolam è errata, la capacità varia con la corrente di scarica anche secondo la teoria!

    Nel post [2] ho linkato due miei articoli, in particolare il 1o riporta i datasheet dei costruttori dove si legge che la capacità nominale per le mie celle è riferita a scariche a 1C
    Test e caratterizzazione batterie al litio LiFeYPO4 - ElectroYou

    io scaricando con correnti fino a 0,42C circa ho misurato infatti valori superiori di diversi punti percentuali sulle batterie nuove.

    Anche su batterie usate scaricando a 0,42C ho ottenuto valori mediamente molto buoni
    Storia di Eli parte III: test batterie ed autopsia cella dopo 50000 km - ElectroYou

    Quindi...scaricare a 0,1C a parte la lungaggine sicuramente ti darà una capacità misurata maggiore rispetto a quella poi ottenibile su strada.

    Infatti mediamente la scarica su strada è abbastanza lenta (difficile scaricare completamente il pacco in meno di 2h) ma i picchi di assorbimento elevati (sulla mia auto arrivano a 2C) provocano un calo della capacità utilizzabile, calo ridotto dai momenti di rilascio o frenata regen.

    Il tuo test lento comunque ti permetterà di identificare eventuali celle deboli, semplicemente confrontandole tra loro.

    Mi raccomando di partire per tutte da una ricarica precisa a Vmax (es 3,5V per le LiFeYPO4)
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  15. #15
    Seguace

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    Si potrebbe... per conferma ulteriore di quanto gia detto sulla corrente di scarica citare quello che i progettisti di tesla e non solo hanno in mente di fare o stanno già facendo.
    I pacchi batteria nuovi vengono usati sulle auto.
    Quando alle correnti elevate di scarica cominciano a calare di prestazioni dopo n. Cicli vengono reimpiegati nei PowerWall dove le correnti sono di almeno un ordine di grandezza più basse.
    La capacità che si può sfruttare in questo modo aumenta proprio per la riduzione delle correnti in gioco.
    Anche la resistenza interna aumentata delle celle di reimpiego da meno fastidio a correnti così basse .
    Ciao.
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  16. #16
    TUTOR

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    In realtà non credo proprio sia un'idea di Tesla, per le batterie da trazione si è ipotizzata da tempo una "second life" per usi stazionari.

    Ma il caso mio e della maggior parte di guidatori elettrici è diverso, io non ho fotovoltaico e quindi l'accumulo non ha senso, anzi a dire il vero sono scettico sugli accumuli se non legati alle future smart grid.

    Nel mio caso quindi credo continuerò finchè possibile a fare come ho fatto in occasione dell'unica cella guasta: quando avrò altri problemi testerò e sostituirò solo le celle più degradate, potrei perfino arrivare a parallelare le celle peggiori prima di disfarmene.

    Non so quanto potrei ricavare da una vendita di celle tanto usate...ma immagino molto meno (ovviamente) di metà del costo di una cella nuova quindi...

    Forse però arrivate a 10-15 anni tutte le celle avranno un calo non accettabile, vedremo.
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  17. #17
    Seguace

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    Quote Originariamente inviata da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
    Quindi...scaricare a 0,1C a parte la lungaggine sicuramente ti darà una capacità misurata maggiore rispetto a quella poi ottenibile su strada.
    Dato che molto probabilmente venderò le celle, mi sembrava giusto indicare la capacità di ogni cella all' eventuale acquirente(sperando esista)...scaricare con il cb da modellismo è comodo: collego e me ne vado...ti ricordi di quanti punti percentuale calava la capacità aumentando la corrente di scarica?

    Un'altra cosa mi incuriosisce: le celle sono da 36 Ah, ne ho testate 5, prima le scarico totalmente (circa 3A) e poi le ricarico totalmente (10A nella fase a cc).
    Il CB in scarica misura circa il 6-7% di capacità in meno, rispetto alla carica...(scarica intorno ai 33Ah, carica 35Ah) perchè?

  18. #18
    TUTOR

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    Nel primo articolo vedi i grafici dei costruttori e ricavi la capacità a varie correnti di scarica, puoi farti un'idea rapportando ai tuoi dati.

    Nei miei test (2o articolo) non ero riuscito a misurare differenze negli Ah reimmessi rispetto ai prelevati...forse tu non avevi ricaricato immediatamente prima?
    L'aumento di resistenza interna dovuto all'invecchiamento sembra non influenzare l'efficienza chimica, ma riduce ovviamente l'energia e la potenza effettivamente disponibile in uscita.

    Forse le tue celle sono messe un po' peggio di come erano messe le mie, prova a ripetere il test caricando al 100, scaricando subito e poi ricaricando; se carichi a 3,6V considera che la batteria tende a tornare intorno a 3,4-3,5V in breve tempo, e quella è tutta energia persa (anche se di solito sono pochi punti percentuali
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
    Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

  19. #19
    Amante storico del Forum

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    [QUOTE]
    Quote Originariamente inviata da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
    ...L'aumento di resistenza interna dovuto all'invecchiamento sembra non influenzare l'efficienza chimica, ma riduce ovviamente l'energia e la potenza effettivamente disponibile in uscita.
    Ah la resistenza aumenta e io che molto empiricamente credevo diminuisse in quanto il cosfi che leggo sul misuratore del carica batteria da nuova di solito si aggirava sullo 0,58 ora si attesta su 0,62/64.Perciò e solamente un mio abbaglio questo miglioramento del cosfi sarà dovuto a qualcosa d altro.
    diezedi,zona Cividale del Friuli.KWp 2,88,totalmente integrato , 20 moduli Unisolar PVL 144W , film sottile amorfi,,2 in parallelo per alimentare 10 microinverter PowerOne da 300W,PDC Templari da 300 lt,2 collettori Kloben CPC da 8 tubi flusso diretto,circolazione forzata.Azimut -90/+90,tilt 18° .Il tutto in funzione dal aprile 2014

  20. #20
    TUTOR

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    Si sicuramente il cosphi varia con tensione e corrente erogata...quindi non dipende direttamente dalla r interna ma dal momento in cui lo misuri, nel mio CB peggiora al diminuire della potenza erogata
    Ultima modifica di richiurci; 28-09-2019 a 16:17
    Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
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  21. RAD
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