Vliv mikrocyklování na životnost

[rva]

Jen odkazuji na článek https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030626191630808X kde se zkoumal vliv mikrocyklování na kapacitu a vnitřní odpor článků. Větší negativní vliv mají hlavně vyšší frekvence - 254 Hz a 15 kHz.
K mikrocyklům dochází i při použití měniče, který při vytváření sinusovky 230 V AC neodebírá konstantní proud, ale ten kolísá s frekvencí 100 Hz a ani jeho vstupní kapacita toto není schopna omezit https://forums.energymatters.com.au/solar-wind-gear/topic6729-10.html#p50305. A vyšší frekvencí namáhají baterii například pwm regulátory (snad jen v době, kdy začínají omezovat dobíjecí proud), kde je frekvence snad okolo 10 kHz.

[kodl69]

celkem vydatnej elaborát, ale zase takovou hrůzu v tom nevidím, že má článek u nějakou jinou impedanci než čistě odporovou snad je jasný každýmu, a že se na té impedanci ztratí nějakej výkon je taky jasný, testovali 18650 v celkem dost mezních podmínkách, tohle je spíš zaměřený ne elektromobilitu, to naše "šmrdlání" baterek proudama 0.2-0.3C je úplně jinde, navíc se tam neřešilo LiFePo4. V každým případě se musím pochválit za svitkový blokovací kondenzátory a nízkoimpedanční elektrolyty na výkonovým modulu měniče, nikdo to za mě neudělá . Pak by se taky mělo řešit, že když měnič produkuje rušení na nějakejch 22-25kHz + dalších 20 harmonickejch, že by přívodní dráty + a - od baterky měly být minimálně navzájem zkroucený, pro omezení nežádoucího vyzařování do prostoru.

[emsi88]

Celkom vtipna predstava ako skrucam spolu tie 3cm hrube hadice k bateriam

[kodl69]

A ty je nemáš ani stažený páskama k sobě, když už nejsou zkroucený? Nevím, proč by to nemělo jít provést s jakýmkoliv slaněným vodičem.
Obecně jde o plochu smyčky, test rušení je jednoduchej: na něco (třeba pet láhev) se namotá cca 20 závitů drátu, konce se zapojí na měřák na AC rozsahu a nebo přes diodu na nějakej reproduktor. Ta cívka se potom dá mezi ty přívody k baterce. No a pokusnící můžou zapnout varnou konvici a poslouchat moc pěknejch 100Hz modulovanejch na 22kHz (ty slyšet nejsou, proto ta dioda). A ti co zkusí dát dráty od měniče k sobě můžou pozorovat rozdíly v hlasitosti. Ale to jsme dost off topic

[emsi88]

Nemam ich ani stiahnute. Visia volne asi 10cm od sebe z menica a pri zemi k bateriam uz idu kazdy od seba samozrejme. Ale su dost kratke, asi 1,5m a mam tam este ferity(pre pripadny desulfator) hned z menica. Ten test niekedy odskusam, som zvedavy kolko toho bude vyzarovat, cievok mam plno a mozem napojit osciloskop.

[jars10]

100Hz modulovanejch na 22kHz (ty slyšet nejsou, proto ta dioda).

To nechytám. Můžeš prosím rozvést?

[Viktor X]

Klasická amplitudová modulace kmitočtu 100Hz na nosné frekvenci 22kHz?

[kodl69]

přesně ta, to je výsledek toho, co jako rušení odchází z vodičů k měniči. Díky "obdélníkům" SPWM - schválně v uvozovkách - to bude vyzařovat minimálně do 1MHz, PJ určitě žádnej EMI filtr na DC vstupu nemá, jenom elektrolytycký kondenzátory, to je nad 100kHz jako by tam nebyly...

[mwt]

Zdravím,
měl bych také podobný dotaz: Nevíte prosím někdo, jak jsou na tom Liion články, pokud bych po nich chtěl velmi krátké cykly? Chci je použít pro napájení nějakého elektropřibližovadla které má rekuperaci při brždění. A vím, že kolega těžce pohořel s baterií na kolo (lipol) od I4WiFi, kterou koupil s přestavbovou sadou a mělo to i rekuperaci. Baterka se po velmi krátké době odporoučela a při reklamaci se s velkou slávou dověděl, že "jakékoliv Li baterky potřebují mezi vybíjením a nabíjením prodlevu nejméně 3 - 5 vteřin jinak se ničí. (reklamaci nakonec uznali jen proto, že to neměli v návodu a kolega se nedal odbýt).
Já bych o těch svých článcích chtěl vybíjení cca 1,5C a nabíjení při rekuperaci maximálně 1C. Ale 5 vteřin mezeru mezi vybíjením a nabíjením nedokážu garantovat...
Dá se i tento režim považovat za mikro (či spíš mini) cyklování a máte zkušenost s tím, co by se dalo čekat? Články jsou vysokoproudové Samsungy.

[Matess]

o té pauze už jsem taky slyšel... dokonce u lipol mi kamarád ukazoval jaký je rozdíl v kapacitě když baterii nabije a začne vybíjet a jak když mezi vybitím dá baterce pár minut klidu.

Obecně bych ale problém neviděl v rekuperaci a pauze jako takové, ale v teple. Pokud se baterie ohřejí - ať už velkým vybíjením, nebo nabíjením, tak prudké přechody baterce nepomohou. Origo baterky na kole nejsou proudově zrovna dokonalé. 10C baterie bude jistě trpět víc, než 1C baterie...

Třeba ostatní doplní...

[kodl69]

rekuperace v elektrokole? nechápu, podle mě ta max. 1Ah z 20Ah v baterce za ty problémy nestojí. Navíc kdo brzdí, nevyhrává (Petr Čemus - vítěz 6-ti denní 1970-1974 osobně) za plyn je potřeba tahat i na výjezdech ze zatáček z kopce. Viděl jsem nějaký LiFePO4 z elektrobusu a byly díky agresivně nastavené rekuperaci dost nafouklý, ale mám podezření, že to jezdilo z hvězdy na ovčárnu, takže baterky fakt dostaly sadu.
Raděj bych přidal 10% kapacity a na rekuperaci se vybodl, její přínos u lehkejch vozítek je hodně spornej.

[mwt]

Omlouvám se zmatek, ale elektrokolo byl případ kolegy... Já jsem uvažoval o elektroskůtru, tam se pohybujeme s kapacitou baterií někde kolem 50Ah a proudy do 85A, při rekuperaci pak tak do 55A.
Rekuperace na krátkých trasách je i podle mne k ničemu. Ale pokud jedu například 2km do kopce a pak 2km z kopce, přece jen tam nějaký vliv bude. Vím také skůtrech, které používají rekuperaci k brždění rovnou - například Vectrix.
S kapacitou si ale neporadím, doplnit 10% asi nebude jak - nebude na to místo

Ohřívání asi nebude tak výrazné, podle mne 1.5C není žádná tragédie. Jaký byl rozdíl u těch lipol aku při mezeře mezi vybíjením/nabíjením? Byla to zásadní hodnota něčeho, nebo jen změna na hranici chyby měření?

[Matess]

u lipol byl rozdíl 30%
testovana baterka byla turnigy 3s 2,2Ah a prumerny vybíjecí proud byl kolem 25A

[pezizka]

Sice neumím posoudit vliv mikrocyklů na životnost aku, osobně si myslím že to taková hrůza nebude vždyť měniče používají všichni a aku prozatím žijí No a nakonec by bylo problematické tento jev odstranit takže ho považuji spíše za nutné zlo. Spíš jsem se chtěl podívat jak to vypadá v praxi. Vyhlídl jsem dobu kdy běžela klima 850W a v 16 hod. už toho není tolik aby to šlo bez aku. Klima je živena LF Victronem 1200VA. Touto dobou byl v provozu i jeho menší brácha 800VA, ten má patrně na svědomí deformaci sinusovky proudu z aku. ale jeho odběr jsem neřešil.

Mikrocykly.png

Docela by mne zajímalo jak by si stál HF měnič ale myslím že prakticky velmi podobně, patrně by přibylo spousta vyšších kmitočtů. Taky mne napadají otázky. Jak velký proud vlastně tahám z aku třeba v případě, že měnič je napájen pouze jimi? Je to hodnota průměrná či jen tímto měničem je to už 0,5C (šlánky 200Ah)? Stálo by za zvážení těsně před měnič připojit kapacitu několika F pro potírání těchto špiček? Co Vy na to

[střídač_N]

..... Stálo by za zvážení těsně před měnič připojit kapacitu několika F pro potírání těchto špiček?

Určitě, každá rovnoměrnost je vítaná, dokonce by se hodilo i trochu tlumivky. Potíž je v tom "několika F". Těch několik F má vcelku velkou pořizovací hodnotu na úrovni: 1F=1kWh LFP, což ten problém krajně zjednodušuje. Netrápit se s F, ale raději přidat kWh.

[pezizka]

Určitě, každá rovnoměrnost je vítaná, dokonce by se hodilo i trochu tlumivky. Potíž je v tom "několika F". Těch několik F má vcelku velkou pořizovací hodnotu na úrovni: 1F=1kWh LFP, což ten problém krajně zjednodušuje. Netrápit se s F, ale raději přidat kWh.

V první řadě nemůžu souhlasit s pořizovací cenou. Protože mám 15V systém mám ten luxus přímého použití elektrolytů pro auto audio. Pokud nebudeme rozebírat jestli je deklarovaná kapacita reálná, tak 1F se dá tady, nikoliv Ali a spol. pořídit do 1kKč. Je to na míle vzdáleno článku LiFe 300Ah. Je pravdou, že levnější řešení asi neexistuje, v případě vyšších systémových napětí a použití opravdu kvalitních kapacit situaci dramaticky prodražuje. Taky je fakt, že přidání kapacity aku řeší pouze otázku zatížení článků, nikoliv kolísání proudu. Ale to samé de facto řeší kapacita
Myslím, že vliv mikrocyklů nebude nijak dramatický. 4 články mám 4 roky, pátý 2. Byly zakoupeny nové a tři roky vyhodnocuje PLC vnitřní odpor článků, nikoliv každého ale jako celku. Není to zdaleka dokonalé, ale měřeno stále stejnou metodou a za celou dobu se změřená hodnota nijak nezměnila. V režimu který jsem naměřil systém samozřejmě nepracuje stabilně, ale za ty roky těch mikrocyklů bylo patrně hodně. Za 1 hodinu provozu za těchto podmínek 360000
Proto nelze nesouhlasit, že přidání článků je násobně efektivnější investice

[střídač_N]

V první řadě nemůžu souhlasit s pořizovací cenou.

Je mojí chybou, že jsem neuvedl i systémové napětí, neb beru jako samozřejmost, že 48V je pro alespoň trochu rozumné fotovoltaičení základ.
Tudíž ano, pro 12V jde vcelku s rozumnou investicí poskládat 1F. Pro 48V ne.

Taky je fakt, že přidání kapacity aku řeší pouze otázku zatížení článků, nikoliv kolísání proudu.

Kapacita s tlumivkou by kolísání proudu řešila dosti úspěšně, ale jistě lze připustit, že přidáním kapacity akumulátoru se ona mikrocyklovitost pro jednotlivé články sníží.
I tak lze s jistotou tvrdit, že i pro 12V systém přidaná kapacita akumulátoru problémy snižuje, přidání samotného kondenzátoru nic z mikrocyklovitosti skoro neřeší.

[pezizka]

Těch omezení nižším systémovým napětím zas tak moc není. Proud je při rozumných vzdálenostech bez potíží zvladatelný. Nejvýznamnější omezení vidím v dostupnosti např. měničů o vysokém výkonu v provedení na nižší napětí. Celkový výkon panelů mám 2,09kWp a 15V (nikoliv 12) mne nijak neomezuje. Spíš jak megaměnič mne interesuje okamžité celodenní využití energie. Opustit DS není můj cíl tak si to můžu dovolit. Hlavně to závisí na tom jaké má kdo podmínky cíle apod. V případě kompletního napájení běžné domácnosti (tudíž bez nějaké významné energetické disciplíny) to už asi nutnost bude a taková kuchyně kde žínka neřeší nějaký souběh spotřeby "vydusí" i hodně výkonné prvky Systémové napětí tu bylo hojně rozebíráno a stejně vytvářím OT.
To mikrocyklování neřeší ani jedna ze zmíněných možností, ten oscilogram mluví vcelku jasně. 360000x za hodinu +23A/-37A. Tento moment se bude velmi těžko odstraňovat. Patrně by to šlo řešit kapacitorem a podstatně sofistikovanějším řešením jak prosté paralelní připojení. Dost dobře si ale nedovedu představit komplikovanost a nákladnost tohoto řešení při jakémkoliv systémovém napětí. Výše zmíněné řešení mnou i Vámi může zmírnit důsledky tohoto jevu, ale nedokáže ho odstranit. Pro ono omezení je zvýšení kapacity aku jistě praktičtějším řešením. "Přebaterkování" je však dost nákladné.
Čím víc o tom přemýšlím tak nabývám dojmu, že mikrocyklování je naprosto marginální problém který nemá výraznější smysl řešit. Jsou faktory které životnost zkrátí daleko víc a jsou daleko jednodušeji podchytitelné. To je ale spíš zas do debaty o správném, spíše bych řekl ohleduplném zacházení s aku. Taky musím podotknout, že celou dobu mluvím o LPF, s jinými aku to může být jinak, ale nikdy jsem neměl jiné takže z této strany zkušenost veškerá žádná

[střídač_N]

....To mikrocyklování neřeší ani jedna ze zmíněných možností.....

To zní jako popření fyzikálních vlastností LC filtru. Tlumivka v kombinaci s kapacitou BY TO zcela určitě řešila a dosti úspěšně.
Dokonce by stálo za úvahu, pokusit se alespoň od oka určit, jaké by asi měly hodnoty být, aby to mělo nějaký pozorovatelný účinek.

[pezizka]

Nemíním nic popírat. Trošku jste to vytrhl z komtextu Zmíněné varianty byly 2. Jednak přebaterkování a pouhé paralelní připojení C těsně před měnič. I když je pravda, že při takovýchto proudech by to byl spíše RC člen, odpor vedení by se již myslím projevil.
Kam by jste navrhoval LC vřadit při provozu s více měniči? Taky nejsem zběhlý v počítání LC (spíše RLC), zkusíte to prohnat mozkem a kalkulačkou? Jen tak rámcově, mám dojem, že i tak budou náklady nepřiměřené
Jinak, jak Vy vidíte vliv oněch mikrocyklů na životnost aku?