| V I S U A L I Z Z A D I S C U S S I O N E |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 15/12/2012 : 18:28:22
Ciao a tutti!
Ultimamente non scrivo molto perchè fortunatamente il lavoro mi sta assorbendo, però so che è importante ogni tanto dare qualche report.
Ultimamente mi sono imbattuto nel testare le Samsung ICR 18650-30A, che se non vado dicendo castronerie potrebbero essere le celle usate nei bosch.
Set di misura:
Tester digitale TRMS lafayette
scaricabatterie @8.7A
Termometro IR
La batteria è stata cablata, da un collaboratore con holder specifici e saldata a multipunto.
Gli elementi sono stati caricati ed equalizzati come da datasheet.
Il test è una semplice scarica di un pacco 10S4P, cioè 36V12Ah.
La scarica è stata effettuata dal 100% al 65% e non oltre con una corrente costante di 8.7A su carico resistivo.
Ho monitorato la temperatura del pacco con una temperatura di test di 6 gradi centigradi.
Immagine:
Immagine:
232,18 KB
Il drop dei ogni parallelo era di circa 0.42V
Ciò ha lentamente portato in temperatura il pacco innalzando la temperatura dello stesso di oltre 24-25 gradi (il pacco sotto era a 30 gradi).
La potenza dissipata su ogni elemento del pacco a causa della resistenza interna della cella è stata calcolata leggermente inferiore ad 1W. Il drop è stato trovato sottraendo la tensione a vuoto la tensione sotto carico.
Piccoli pensieri:
Un pacco da 12Ah fatto con queste celle è davvero leggero (2.12kg) ma la prestazione appare assai deludente.
Da un lato, il riscaldamento delle celle aiuta l'erogazione di energia in condizioni di freddo, dall'altra si potrebbe avere un vistoso surriscaldamento del pacco in piena estate.
Queste celle, dichiarate da 2C di scarica, di fatto danno già segni evidenti di drop anche con un fattore di scarica abbondantemente inferiore ad 1C.
Se fosse vero che tali elementi equipaggiano il sistema Bosch, è evidente il motivo delle limitazioni operate dalla casa madre al fine di limitare il consumo del motore limitando la velocità massima della bicicletta.
Le suddette celle non sono a mio parere consigliabili con motori di tipo hub, che possono lavorare facilmente fuori coppia e con centraline generose. Il loro impiego richiede una gestione dell'energia molto attenta, per riuscire a sfruttare al meglio i 300 cicli dichiarati dal produttore.
Ricarica: Le celle esibiscono evidente aumento di tensione con correnti di ricarica di 0.4C (resistenza interna alta durante la ricarica), quindi è consigliabile la ricarica con una corrente non superiore a 0.25C, specialmente se si utilizzano BMS intelligenti a microprocessore che intervengono su sbilanciamenti in modo pseudo-intelligente, perchè taluni elementi con una resistenza interna leggermente superiore ad altri inducono in errore il BMS facendo credere a lui che l'elemento in questione sia già carico, facendo così attivare il bilanciamento e disallineando in questo modo il sistema. |
| 29 U L T I M E R I S P O S T E (in alto le più recenti) |
| Barba 49 |
Inserito il - 22/12/2012 : 18:31:56
Ecco spiegata la bassa efficienza riscontrata durante il test, con quella resistenza aggiuntiva vanno bene solo per i portatili!
Oltretutto se il limitatore scatta a 2700mA è ovvio che queste celle non possono lavorare oltre i 0,9C di scarica, bella fregatura.  |
| cunz89 |
Inserito il - 22/12/2012 : 18:28:31
Le celle "protected" mi risulta che abbiano un vero e proprio circuito che protegge dalla sovrascarica, oltre al PTC.
Queste sarebbero celle "protected a metà" 
Se il dato è davvero quello riportato sul datasheet, la resistenza extra del PTC non è affatto trascurabile  |
| Barba 49 |
Inserito il - 22/12/2012 : 18:19:36
Cazzarola, sembra proprio così, in effetti ha un circuito interno di protezione e quelli a pagina 5 sono i dati di taratura di quel PTC.
Se fosse così chi ha assemblato la batteria testata da Daniele ha commesso un errore, questo tipo di cella (Protected) non può essere impiegato nell'assemblaggio di batterie per bici elettriche, mi ricordo che le prime celle Toshiba che usava Dennj avevano questo circuito all'esterno della cella che andava tassativamente eliminato prima di usarle per fare batterie.  |
| cunz89 |
Inserito il - 22/12/2012 : 17:23:11
Sì, è a pagine 5 dell'unico datasheet che sono riuscito a reperire, questo:
http://www.meircell.co.il/files/Samsung%20ICR18650-30A.pdf
Si tratta di una protezione integrata contro le sovracorrenti o non ho capito una cippa? |
| Barba 49 |
Inserito il - 22/12/2012 : 14:51:52
Ti riferisci alle Samsung di Daniele???  |
| cunz89 |
Inserito il - 22/12/2012 : 11:04:39
Sfogliando velocemente il datasheet di queste celle mi è sorto un altro dubbio: ho notato che si parla di PTC, si tratta quindi di celle con protezione integrata? |
| cunz89 |
Inserito il - 22/12/2012 : 10:43:41
Hai ragione Barba a dire che le reazioni con il freddo sono più "pigre", ma questo dall'esterno viene visto come una maggiore caduta di tensione a parità di corrente prelevata, quindi come un aumento di resistenza interna.
Stessa cosa accade anche con l'invecchiamento delle celle, anche in questo caso le reazioni "rallentano" con lo stesso effetto visto dall'esterno.
La resistenza interna data dal costruttore è da intendersi per una cella nuova e ad una ben precisa temperatura  |
| Barba 49 |
Inserito il - 21/12/2012 : 22:12:08
Le celle LiIon scaldano sotto carico non a causa del freddo, ma a causa della resistenza interna elevata!!! Sono celle che hanno fino a 50mOhm di resistenza contro gli 8mOhm di una A123, quindi se gli chiedi correnti importanti scaldano sicuramente.
Le basse temperature fanno solo rallentare il processo elettrochimico al loro interno, non aumenta la resistenza interna: In pratica le celle a bassa temperatura sono solo più "pigre"...
Se ti metti a spulciare sui siti dei venditori e produttori di celle potrai facilmente notare che la resistenza interna è inversamente proporzionale ai "C" di scarica, non ci sono eccezioni. |
| Bengi |
Inserito il - 21/12/2012 : 11:13:50
@Barba, se una cella sotto carico aumenta la temperatura (ad es. da 6 a 30°C), significa che c'è un decadimento del rendimento in quanto parte (significativa) della sua energia non viene trasformata in energia utile al carico, ma viene dissipata in calore...
Quindi un aumento di temperatura (per il principio di conservazione dell'energia) è sempre indice di riduzione di rendimento ...
Se invece una cella si trova ad operare ad una temperatura ambiente di 20°C, ammesso che si porti comunque a regime sui 30°C, soffrirà di una riduzione di rendimento inferiore in quanto la dissipazione della sua energia in calore sarà inferiore a causa di un minore delta termico...
P.S. Ho dedotto queste considerazioni basandomi esclusivamente sui principi della fisica (termodinamica), ma da totale inesperto di batterie ...
|
| Barba 49 |
Inserito il - 21/12/2012 : 10:37:08
@Bengi: Daniele ha iniziato la prova a 6°C di temperatura ma le celle si sono subito riscaldate, quindi in realtà il test si è svolto a una temperatura accettabile. Daniele stesso infatti ha citato l'aumento di temperatura delle celle come fatto positivo per la resa delle medesime in ambiente freddo. |
| Bengi |
Inserito il - 21/12/2012 : 07:07:22
@Daniele, rileggendo bene il tuo primo post, ho notato che hai fatto il test con una temperatura ambiente di 6°C.
Le celle al Litio, (per mia esperienza personale) con le basse temperature sono fortemente penalizzate in quanto evidenziano un'evidente calo di rendimento (fatto chiaramente indicato da un sensibile aumento di temperatura delle celle che hanno raggiunto anche i 30°C!).
Quindi credo che per avere un'idea più coerente con l'utilizzo medio, la prova andrebbe fatta ad una temperatura ambiente di 20°C che poi corrisponde all'incirca alla temperatura media che si ha spesso durante l'uso della bipa, tranne la stagione invernale ...
Questo fatto del calo di prestazioni con le basse temperature è un limite molto chiaro delle Litio, che si accentua ancora di più con l'invecchiamento della batteria ...
Quindi per chi abita in alta montagna dove per buona parte dell'anno le temperature sono basse, direi che il Litio è sconsigliato!
P.S. Se ne hai la possibilità, prova a rifare lo stesso test in ambiente riscaldato (20°C), dopo aver fatto acclimatare la batteria per qualche ora. Sarebbe molto interessante confrontare i risultati!
|
| blindo7 |
Inserito il - 19/12/2012 : 09:07:47
Penso che andremo sempre meglio,ormai su ogni rivista di auto e moto c'è sempre un mezzo elettrico e questoo farà migliorare la qualità ed abbassare i prezzi,magari ci converra montare le batterie di ricambio di qualche scooter! |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 18/12/2012 : 22:02:30
Vorrei fare una nota storica, perchè mi sovviene in mente. Guardando il datasheet delle celle da me citate, esso è datato all'anno 2009.
Quindi parliamo di un prodotto molto vecchio, anche se per noi è la novità dell'anno, in realtà questi elementi , ma credo anche gli altri, siano prodotti assai datati e per questo hanno anche una cifra al pubblico accettabile.
Sono sicuro che c'è già un prodotto adeguato alle nostre esigenze, ma per ora non sappiamo della sua esistenza.
Immaginate il costo dei macchinari produttivi, al costo di sviluppo. Evidentemente per guadagnare il tempo di distribuzione è determinante.
Immagino che tra un paio di anni ne vedremo di belle, se pensiamo che nel 2009 si girava con il NiMh.
Per ora, con la tecnologia a nostra disposizione, la superficie di contatto delle placche è più o meno analoga per tutte le LiMn, così come lo è più o meno per tutte le LiFe. In un determinato spazio ci si fa stare o tanta energia o tanta potenza scaricabile.
Il LiMn, per quanto mi riguarda si presta bene per bici legali o per batterie ove sia necessario stoccare molta energia.
Guardo con molto interesse il LiMnCo, una tecnologia assai interessante, perchè coadiuva più di 1000 cicli, una capacità buona sia di scarica che di stoccaggio che si attesta tra LiFe e LiMn. Sulla carta sono celle molto interessanti. |
| Barba 49 |
Inserito il - 18/12/2012 : 21:42:44
Purtroppo quello che ci frega è la resistenza interna, se solo pensi che le A123 hanno solo 8 mOhm e queste Panasonic 50 mOhm ti fai subito un'idea chiara delle prestazioni sotto carico. |
| blindo7 |
Inserito il - 18/12/2012 : 15:09:27
ottimo e interessante report daniele,quindi liion sempre tra 1C e 1.5C perchè anche se reggono hanno dei drop che inevitabilbente influiscono sulla velocita di punta,
testato personalmente con altre celle,
http://ebay39.ru/product.php?id_product=110402
ho trovato dei grafici in rete riguardo le CGR18650CH 2250 mAh che sono accereditate per 4C
ad 1C danno quasi tutto,
a 2C si parte da 3.75V a scendere
a 4C si parte da 3.3V !!! a scendere e finiscono la carica a 1.9Ah,
quindi in linea di massima per sfruttarle bene ci vogliono pacchi con capacità quasi uguale a quella richiesta dalla centralina,sempre dipende dal motore se HT o HS,
però un pacchetto leggero e piccolo fa sempre gola!
|
| Mirco |
Inserito il - 16/12/2012 : 19:50:06
in fin dei conti se si vuole una batteria duratura nel tempo,performante come C di scarica,leggera e poco ingombrante....ci vogliono tante palanche!!!!  |
| Barba 49 |
Inserito il - 16/12/2012 : 15:52:07
Si, ma ha fuso anche metà batteria!!! |
| MilleMiglia |
Inserito il - 16/12/2012 : 14:56:45
I 400A dalle buste da 20Ah son quelli che ricordo aver accartocciato il carro artigianale sulla sbaic di brum tempo fa.. |
| Barba 49 |
Inserito il - 16/12/2012 : 14:08:44
Se leggi attentamente capirai che stavo parlando delle A123, e devi convenire che le buste sono assai meno performanti delle 26650 della stessa ditta!!! Quanto ai 400A ne dubito, non credo che si possa andare oltre i 10C senza grossi problemi, quindi SOLO(!!!) 200A... |
| MilleMiglia |
Inserito il - 16/12/2012 : 13:57:27
Va beh Barba mi hai preso un esempio limite di batteria...(72V22Ah)
... per quello che riguarda il peso ok, ma che le A123 prismatiche siano MOLTO meno performanti come corrente di scarica rispetto alle li-ion usate da Dennj è eresia..
C'è qualcuno che ha tirato fuori 400A dalle bustone.. dalle li-ion 40A e sei quasi alla frutta.
A proposito di dichiarare i C di scarica invece si trovano 30C indicati da diversi venditori per le A123 (picco), mentre le li-ion Panasonic, Samsung ecc ad "alta scarica 10A" se guardi i datasheet originali sono sempre solo 2C.. |
| Barba 49 |
Inserito il - 16/12/2012 : 13:28:37
@MilleMiglia: Sono d'accodo fino ad un certo punto, la batteria che mi ha assemblato Dennj (72V-22Ah) formata da 200 celle 18650 pesa solo 9200 grammi, l'equivalente fatta con le Headway (72V-20Ah) peserebbe almeno 18Kg e avrebbe addirittura capacità minore!!!
Non mi pare che 9Kg di differenza siano poca cosa, quindi si può continuare a sostenere che se si vogliono batterie da pochi Wh la differenza di peso tra LiIon e LiFePO4 è accettabile, magari è 4Kg contro 8Kg, ma quando si vogliono avere grosse capacità la differenza di peso rende improponibili le LiFePO4.
Se addirittura avessi usato le A123 nel formato 26650 da 2200mAh la batteria avrebbe avuto un peso di oltre 22Kg, mentre con le celle a parallelepipedo da 20Ah (MOLTO meno performanti come corrente di scarica, infatti non la dichiarano proprio) il peso sarebbe stato di circa 14Kg... |
| MilleMiglia |
Inserito il - 16/12/2012 : 11:59:48
Resto ancora sulle mie convinzioni... Tra affidabilità, n° cicli, prestazioni e menate varie temperatura d'utilizzo, di C di scarica e compagnia bella, le LiFePO4 come A123, Headway e Ping restano preferibili.. |
| cunz89 |
Inserito il - 16/12/2012 : 10:37:11
| Daniele Consolini ha scritto:
Però il pacco è leggero. In proporzione un pacco analogo di 38120 che di fatto non droppa, pesa più del doppio. Questo peso in più, quanto influisce sul rendimento del sistema in pianura!? Ed in salita?
Qui gli esperti di bici possono aiutare a fare qualche calcolo.
|
Non sarei in grado di fare calcoli, ma la differenza di peso va rapportata agli oltre 100kg di un sistema comprensivo di "pilota", credo che globalmente non ci sia una grande differenza.
Da considerare secondo me anche il minore rendimento del motore a causa della caduta di tensione (per avere la stessa potenza il controller deve "pompare" più corrente sulle fasi).
Purtroppo non mi sembra che ci sia stata una vera evoluzione delle batterie ultimamente, rinunciare a prestazioni e durata nel tempo per avere più capacità non mi sembra un gran passo avanti... |
| AlexSv |
Inserito il - 16/12/2012 : 00:28:48
Beh, di sicuro non sono le stesse celle che montano nelle batterie Bosch da 8,8Ah, sia per le scarse prestazioni dimostrate che per la somma delle capacita', credo usino delle piu' robuste celle da 2,2Ah
Resta invece il dubbio sulle nuove batterie da 400Wh ... |
| Dasti |
Inserito il - 15/12/2012 : 22:34:34
| MilleMiglia ha scritto:
Beh in parole povere van bene giusto per motori centrali mooolto parsimoniosi... e per le torce al manubrio... avessi mai avuto una batteria così per alimentare i miei motori al mozzo con le mie configurazioni più assetate (25-30A) l'avrei schioppata in una stagione... |
Figurati io con i miei Cyclone! |
| Barba 49 |
Inserito il - 15/12/2012 : 20:12:34
Più che il peso è l'ingombro ridotto a favorire queste celle, sono piccole e si possono assemblare in forme infinite seguendo i contorni del telaio o altro.
Se la Headway o chiunque altro costruisse celle 18650 della stessa capacità delle Panasonic ma con il peso doppio (90 grammi) le acquisterei subito, il problema sono le dimensioni.
Naturalmente se parliamo di batterie asportabili dalla bici per la ricarica in casa il peso, specialmente per le bici commerciali, ha invece la sua importanza! |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 15/12/2012 : 19:51:27
Si, servono pacchi con molti amper Bengi, un po' come stai facendo tu.
Un'altra considerazione è sul rendimento: con un carico da 320W, 34.8W (0.87*40) si perdono solo sulla batteria, il 9% dell'energia va così sottratta al sistema motore+centralina.
Però il pacco è leggero. In proporzione un pacco analogo di 38120 che di fatto non droppa, pesa più del doppio. Questo peso in più, quanto influisce sul rendimento del sistema in pianura!? Ed in salita?
Qui gli esperti di bici possono aiutare a fare qualche calcolo. |
| Bengi |
Inserito il - 15/12/2012 : 19:35:57
Mi sembra infatti di capire che per spillare elevate potenze dalle batterie allestite con queste celle, è necessario confezionare dei pacchi molto generosi e cioè di almeno 20Ah!
|
| MilleMiglia |
Inserito il - 15/12/2012 : 19:12:00
Beh in parole povere van bene giusto per motori centrali mooolto parsimoniosi... e per le torce al manubrio... avessi mai avuto una batteria così per alimentare i miei motori al mozzo con le mie configurazioni più assetate (25-30A) l'avrei schioppata in una stagione...
|
]
