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 » 05 дек 2018, 12:37

Він не є нормальним, бо люди хочуть зарядитися швидко, а краще на місці і зараз, і зразу до 100%. Що зрозуміло, бо люди бережуть свій час, всі ділові. Людям потрібно багато часу, щоб потім було що просерати, втикаючи в телефон. Це все прекрасна і важлива лірика, але мені насправді цікаво, чи дійсно шкідливо заряджати літій низькими токами, а якщо так, то чому саме. Поки обгрунтувань, окрім посилок на мануал, не бачив.

Щодо партнерства - не знаю, чи в цьому причина. BMW, та і Tesla, продають станції під своїм брендом.

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 » 05 дек 2018, 12:47

y_lexus писал(а):
05 дек 2018, 12:37
цікаво, чи дійсно шкідливо заряджати літій низькими токами, а якщо так, то чому саме. Поки обгрунтувань, окрім посилок на мануал, не бачив.
якщо постійно заряджатися кірпічом, батарея "засинає"? її ємність і показник SOH (здоров'я) скорочується? так, ми знаємо, що можна розігнати АКБ і повернути ємність. не знаємо, чи всю, не знаємо, чи без наслідків, але ок — її можна повернути. но сам факт скорочення ємності (погіршення здоров'я батареї) є чи нема?

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 » 05 дек 2018, 14:42

Не знаю, чи є, чи нема, дані спостережень користувачів протирічать. Моя думка, "засинання" десь там саме, де і "прокидання" батарейки від посиленого педалювання та/або чадемування.

Volodymyr
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 20 июл 2018, 10:41
Откуда: Київ
Авто: Leaf 2014SV 30kW

Re: Прийнятна деградація батареї Nissan Leaf

Сообщение Volodymyr » 05 дек 2018, 15:13

y_lexus писал(а):
05 дек 2018, 12:37
але мені насправді цікаво, чи дійсно шкідливо заряджати літій низькими токами, а якщо так, то чому саме.
Наукових обгрунтувань про шкоду не бачив і думаю, що не буде.
А на практиці при заряді струмом 0,01С - за рік 50 повних циклів зробити. Цікаво яка деградація буде через 1000-5000 циклів? :lol: (тобто 100 років)

На Leaf всі ці спостереження ще псуються доволі неточними данними від їхніх блоків і в тому числі від LeafSpy.
На зиму спостерігаю зменшення кількості кВт, які вдається залити в аккумулятор процентів на 20, а цифри по LeafSpy тільки вгору лізуть.

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 » 05 дек 2018, 21:54

Volodymyr писал(а):
05 дек 2018, 15:13
Наукових обгрунтувань про шкоду не бачив і думаю, що не буде.
та все є... наприклад, у цій докторській дисертації людини з National Nuclear Security Administration (читай з Уряду США)... C/10 для Ліфа — це як раз усіма любимий "дешевий" кірпич. до того ж на його повній потужності, а не на бабусіній проводці... таке заряджання викликає незворотні пошкодження АКБ, в рази пришвидшує зростання внутрішнього опору (At low rates an increased cell impedance is responsible a larger portion of capacity loss compared to at high rates where other mechanisms begin to dominate)

The effects of c-rate on Li ion degradation

Chelsea Snyder
PhD Graduate Student

Research Org.: Sandia National Lab. (SNL-NM), Albuquerque, NM (United States)
Sponsoring Org.: USDOE National Nuclear Security Administration (NNSA)

Degradation Mechanisms:

1. Loss of Primary Active Material (Li+ ion Inventory)
2. Loss of Secondary Active Material (LiCoO2)
3. Loss of Secondary Active Material (Graphite)
4. Increased Impedance of Cell and Electrodes

· Capacity loss at slow rates (C/10) is exclusively caused by loss of Li inventory through chemical mechanisms of SEI formation and growth.
· For an equivalent amount of chemical degradation, high c-rates result in larger capacity losses attributed to mechanical damage.
· Mechanical damage was most severe in high c-rate electrodes. Damage accumulated in the form of microcracks, dislocations, and particle fracture. All of which work to effectively lower solid-state diffusivity of Li+.
· Rate capability degrades with faster c-rate aging caused by mechanical-induced damage resulting in lowered diffusivity.
· Capacity loss at slow c-rates is attributable to non-recoverable losses in the form of Li inventory loss. Meanwhile, capacity loss at high c-rates combines non-recoverable and recoverable losses where recoverable losses involve limitations from surface films and Li ion trapping.

Final Conclusions
Chemical mechanisms of degradation in a Li-ion battery dominate capacity loss at low c-rates, whereas, mechanical mechanisms dominate at high c-rates

Solid Electrolyte Interphase (SEI) formation

· Reduction of electrolyte to form passive surface film
· Largest impact during first few cycles
· Grows with square root time


а виходячи з цих графіків, оптимально — чередувати зарядки на АС 20А та DC 40А

Изображение

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 » 05 дек 2018, 23:28

О, це дуже цікавий thesis, дякую. З того, що побачив на графіках, які показують не зростання опору, а саме деградації, остання набагато вища із-за механічних пошкоджень, аніж із-за хімічної змін в літії. І відповідно, деградація росте з ростом С. Графіки тут https://www.osti.gov/servlets/purl/1397110.

На жаль, гіпотеза, яка перевірялася, стосувалася не рівня деградації від C-rate, а того, які зміни призводили до деградації за різних C-rates. Висновок - низький C-rate - хімічні зміни, високий - механічні. Щодо рузультуючої деградації, то на сторінці 29 написаний висновок, що деградація тим вища, чим вищий C-rate. Графіки, де на осі Х цикли, а на осі Y якась нормалізована ємність, говорять про те ж саме. Цю ж ідею доносять графіки на сторінках 42 та 42.

Ще, наскільки я зрозумів, цикли на різних C-rate робилися як для зарядки, так і розрядки, що могло якось спотворити результати, та і взагалі не відповідає умовам реальної експлуатації.

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 » 06 дек 2018, 00:00

Ось ще одна презентація, правда, ще 2015 року http://mat4bat.eu/wp-content/uploads/20 ... _EIGSI.pdf.

Тут тестувалися звірячі токи, від 1С до 3С, і от зовсім неочевидно, що підвищення сили току призводило до швидшої деградації, окрім як за низької температури повітря (+5). Див. графік на сторінці 24 - при 25 та 45 градусах температури повітря деградація дуже близька для всіх C-rates, але що вище, то трохи краще для +25, а у випадку +45 перемагає 2C.

При +5 бачимо, що зарядка будь-якими токами усе одно вбиває батарейку дуже швидко, але при 1C ємність падає зразу до 90%, і потім стабілізується, тоді як при 2С та 3С падіння спостерігається вже до 80%.

Це все правда для циклів від 10% до 90%. Цикл 0-80% трохи гірший, а варіант 20-100% (щось схоже на мою практику взимку зараз :shock: ) - це просто взування батарейки у склеєні ласти та відправка прямо в тартар без зупинок на сказати допобачення родичам... І тут С-rate допомагає вже набрати більшу швидкість руху в той тартар - 2С та 3С виглядають ну дуже стрьомно. Мова йде про графік на сторінці 27.

Взагалі, тепер мені здається, що краще б я цього всього не читав :roll:

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 » 06 дек 2018, 09:26

y_lexus писал(а):
05 дек 2018, 23:28
О, це дуже цікавий thesis, дякую. З того, що побачив на графіках, які показують не зростання опору, а саме деградації, остання набагато вища із-за механічних пошкоджень, аніж із-за хімічної змін в літії.
деградація — це узагальнене явище, монета, сторонами якої є механічні та хімічні зміни. вони в свою чергу мають побічні ефекти, такі як зростання опору, втрата ємності тощо. At low rates an increased cell impedance is responsible a larger portion of capacity loss — це коментар до графіка, який я навів вище. Under fast rates, mechanical degradation dominates capacity loss - thus results in insignificant changes to resistance. Meanwhile at slow rates, chemical mechanisms dominate which result in increased measured resistance. At moderate rates, a combination of mechanical and chemical mechanisms contribute to capacity fade.

виглядає, що у тому, як заряджатися, насправді немає особливої різниці в нормальних умовах. що АКБ буде при будь-якому розкладі втрачати ємність +/- однаково. просто при 0.07с для деградації будуть суто хімічні причини, а при 2с — переважно механічні. і от я собі думаю, що при не_крайніх варіантах — 0.25 і 0.5с — деградація АКБ буде, як то сказати.. рівномірнішою, правильною :) )))

і хоч немає різниці за великим рахунком, я все таки я залишаюся при думці, що дуже мала швидкість погано впливає на АКБ — як і будь яка крайність. так, це зворотні зміни ємності, але ніде не вдалося знайти дані, що тимчасові втрати і відновлення ємності для батареї проходять безслідно

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 » 06 дек 2018, 10:27

Усе правильно, з тією лише різницею, що, якщо дивитися на графіки залежності деградації від C-rate, усі хімічні механізми (які справедливо домінують при низьких токах) навіть близько не викликають того рівня деградації, як механічні. Тобто, якщо брати сукупний вплив цих факторів (типу середньозважений), то що вище С, то вище деградація. Тому є різниця у тому, як заряджатися. Але то на мій хлопський розум, я не науковець жодного разу, так, споживач-аматор.

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 » 06 дек 2018, 11:31

де ви таке побачили, щоб аж "навіть близько"? я от бачу, що, наприклад, випадіння літію при 80 циклах заряджання на 0.1с дає шар 35 нм, а при 100 циклах на 1с "аж" 50 нм. якщо циклів 0.1с буде не 80, а 100 (додамо 25%, щоб зручніше порівнювати), то шар буде не 35, а 42 нм порівняно з 50. ніби й трохи більше, але на 0.1с буде ще й максимальне зростання опору, що викликає втрати ємності. при цьому зростання опору на 1с значно менше, а на додачу при 1с немає тих зворотних втрат ємності, які минають може без наслідків для АКБ, а може й із наслідками — ніхто не знає. ну і потім, тут знову крайнощі. бо 1с — то 1с, ніхто не сперечається, що то не є дуже добрим для батареї. а от 0.25, нмд, оптимальний режим. при ньому вже нема reversible-втрат, які ймовірно впливають на АКБ (бо на неї геть усе впливає), і ще нема механічних пошкоджень, таких як на 1-2с.

на оптимальність вказує, зокрема, і графік залежності емності розряджання від c-rate, де 0.2с (наші 5 кВт) дає +20% циклів порівняно з 0.1с (наші 2.4 кВт):

Изображение

Ответить