Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Обсуждения всевозможных вопросов об электромобилях и не только
y_lexus
Сообщения: 90
Зарегистрирован: 04 фев 2018, 17:03
Откуда: Київ
Авто: BMW i3 60Ah BEV

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение y_lexus » 09 ноя 2018, 10:46

Вважав, що при зарядці до 100% проблема не лише в температурі, а і просто у високому вольтажі на цьому рівні:
https://batteryuniversity.com/learn/art ... _batteries

"Lithium-ion suffers from stress when exposed to heat, so does keeping a cell at a high charge voltage. A battery dwelling above 30°C (86°F) is considered elevated temperature and for most Li-ion a voltage above 4.10V/cell is deemed as high voltage. Exposing the battery to high temperature and dwelling in a full state-of-charge for an extended time can be more stressful than cycling.
Most Li-ions charge to 4.20V/cell, and every reduction in peak charge voltage of 0.10V/cell is said to double the cycle life. For example, a lithium-ion cell charged to 4.20V/cell typically delivers 300–500 cycles. If charged to only 4.10V/cell, the life can be prolonged to 600–1,000 cycles; 4.0V/cell should deliver 1,200–2,000 and 3.90V/cell should provide 2,400–4,000 cycles."

Аватара пользователя
raccoon
Сообщения: 914
Зарегистрирован: 04 июн 2017, 22:56
Откуда: Kyiv
Авто: Leaf S+ 2014, RM, MX

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение raccoon » 11 ноя 2018, 13:38

y_lexus писал(а):
09 ноя 2018, 10:46
"Lithium-ion suffers from stress when exposed to heat, so does keeping a cell at a high charge voltage
ви чомусь виділили лише те, що співпадає з вашим уявленням. а 3 слова перед тим ніби не помітили

exposed to heat

мова про те, що перезаряд -> перегрів

y_lexus
Сообщения: 90
Зарегистрирован: 04 фев 2018, 17:03
Откуда: Київ
Авто: BMW i3 60Ah BEV

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение y_lexus » 11 ноя 2018, 19:46

Та ні, все простіше - просто звернув увагу, що вольтаж - це ще один фактор, додатковий. Саме це написано в англійському варіанті.

Аватара пользователя
raccoon
Сообщения: 914
Зарегистрирован: 04 июн 2017, 22:56
Откуда: Kyiv
Авто: Leaf S+ 2014, RM, MX

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение raccoon » 12 ноя 2018, 12:22

так, але в наших широтах той вольтаж вже зараз нічого не значить, не кажучі вже про зиму. а от загальна потужність знижується пропорційно зі зменшенням вольтажу хоч взимку, хоч влітку )

y_lexus
Сообщения: 90
Зарегистрирован: 04 фев 2018, 17:03
Откуда: Київ
Авто: BMW i3 60Ah BEV

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение y_lexus » 13 ноя 2018, 11:59

Ось ще одне цікаве дослідження https://www.researchgate.net/publicatio ... _Batteries, абсолютно з неінтуїтивними результатами. Проводили аналіз деградації із-за:

(1) каледарного старіння в стані простою
(2) циклів зарядки за різних рівнів SOC (глибина розряду - DoD - 25%)
(3) сили току зарядки.

Для (2) рівні зарядки були до приблизно 50%, 75% та 100%. Зрозуміло, найменша деградація досягалася при циклах зарядки до 50%. Тут нічого дивного, висока температура (40С) пошвидшувала деградацію трохи у порівнянні з 25С та 10С. А от далі чудернацькі коливання якісь. При циклах до 75%, найбільша деградація спостерігалася або при дуже високій (40С) або дуже низькій (10С) температурі, а при циклах до 100% найбільша деградація забезпечується саме при низькій температурі - 10 градусах (повсюди мова йде не про температуру повітря, а про температуру батарейки).

Виходить, маленькі батарейки, ємності яких не вистачає взимку для того, щоб заряджати їх до 50-80%, будуть страждати найбільше саме впродовж холодного періоду, бо саме в цей час будуть вимушено заряджатися до 100%. В цих батарейок просто немає шансу, це тупикова гілка розвитку - вони, на жаль, вимруть.

Щодо втрати ємності при зберіганні на різних видах SOC (1), то тут теж якісь дивні речі спостерігаються. Висока температура, зрозуміло, сприяє пошвидшенню деградації. А от далі - сюприз - за температури в 25С найгірший рівень SOC для зберігання - 60%. Навіть при 100% зберігати краще - деградація менше. Ну і що менший вольтаж зберігання, якщо менше 50%, то краще для батарейки, що теж для мене стало відкриттям.

Щодо токів зарядки (3), то тут радять уникати високих токів за низької температури батарейки - це має катастрофічні наслідки для її життя із-за створення металевого літієвого покриття на аноді. Якщо заряджати токами на 1С, то ефект пошвидшеної деградації із-за саме високого току зарядки спостерігається з самого початку, і він превалює над календарним старінням та старінням від циклів зарядки. Якщо заряджати на 0.5С, то ефект появи літієвого покриття, а значить і пошвидшена деградація, затягується десь до 500го циклу. Якщо заряджати на 0.2С (це мою батарейку на i3 потрібно заряджати током до 3.8 кВт, або в нас до 17А), то ефект взагалі не з'являється, і осноними факторами деградації стають календарне старіння та цикли зарядки-розрядки - (1) та (2). Після появи металевого покриття на поверхні аноду батарейку вже не врятувати - деградація стрімко пошвидшується, батарейка іде у кращий світ.

В житті, кажуть, превалюють (1) і (2). (3) починає грати частіше після падіння SOH нижче 80% - дослідники (чомусь) вважають, що це відбувається лише після 10-ти років експлуатації.
Последний раз редактировалось y_lexus 13 ноя 2018, 20:52, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
raccoon
Сообщения: 914
Зарегистрирован: 04 июн 2017, 22:56
Откуда: Kyiv
Авто: Leaf S+ 2014, RM, MX

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение raccoon » 13 ноя 2018, 20:36

цікаве дослідження, дякую. але там немає наших цифр. температура від +10 до +40 — це про Каліфорнію чи Джорджию з Техасом... а при від'ємних значеннях температур (як от у нас в найближчі пів року) можуть бути неочікувані результати. бо наприклад взимку SOH чомусь зростає :roll: до речі, виходить що взимку краще заряджатися кірпічьом. цікаво...

y_lexus
Сообщения: 90
Зарегистрирован: 04 фев 2018, 17:03
Откуда: Київ
Авто: BMW i3 60Ah BEV

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение y_lexus » 13 ноя 2018, 20:56

Я б припускав, що 20-25 градусів - це певна золота середина, тоді температури суттєво вище і суттєво нижче призводять до негативних наслідків, які описані. І що далі від середини, то наслідки серйозніші. Але це лише припущення, поки не знайшов досліджень щодо того, як поводить себе батарейка за мінусових температур. Бачив одне, але там лише уривок, за доступ треба платити.

y_lexus
Сообщения: 90
Зарегистрирован: 04 фев 2018, 17:03
Откуда: Київ
Авто: BMW i3 60Ah BEV

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение y_lexus » 13 ноя 2018, 20:58

raccoon писал(а):
13 ноя 2018, 20:36
цікаве дослідження, дякую. але там немає наших цифр. температура від +10 до +40 — це про Каліфорнію чи Джорджию з Техасом...
І ще - це вони про температуру батарейки, а не повітря.

Аватара пользователя
raccoon
Сообщения: 914
Зарегистрирован: 04 июн 2017, 22:56
Откуда: Kyiv
Авто: Leaf S+ 2014, RM, MX

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение raccoon » 14 ноя 2018, 12:50

це виключно літні температури батарейки. вчора повітря було 0 градусів, батарейка +5+8

Аватара пользователя
raccoon
Сообщения: 914
Зарегистрирован: 04 июн 2017, 22:56
Откуда: Kyiv
Авто: Leaf S+ 2014, RM, MX

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение raccoon » 03 дек 2018, 20:21

знайшов деякі дані щодо температур. ти диви :roll:

Batteries can be discharged over a large temperature range, but the charge temperature is limited. For best results, charge between 10°C and 30°C (50°F and 86°F). Lower the charge current when cold. Extreme cold and high heat reduce charge acceptance, so the battery must be brought to a moderate temperature before charging.

перша колонка — заряд. друга — розряджання

Изображение

Although the pack appears to be charging normally, plating of metallic lithium can occur on the anode during a sub-freezing charge. This is permanent and cannot be removed with cycling. Batteries with lithium plating are more vulnerable to failure if exposed to vibration or other stressful conditions. Advanced chargers (Cadex) prevent charging Li-ion below freezing.

Advancements are being made to charge Li-ion below freezing temperatures. Charging is indeed possible with most lithium-ion cells but only at very low currents. According to research papers, the allowable charge rate at –30°C (–22°F) is 0.02C. At this low current, the charge time would stretch to over 50 hours, a time that is deemed impractical. There are, however, specialty Li-ions that can charge down to –10°C (14°F) at a reduced rate.

а отже за цими даними температура +10 це не поріг дозволеного, а просто найкраща температура. погано заряджати лише при температурі < 0. тобто якщо батарея < 0, то спочатку розігріваємо її прискореннями в режимі "без рекуперації", доводимо температуру до позитивних значень, а тоді вже на зарядку

Ответить