FVE ostrov 1020 Wp - Sobrance

[JonasPP]

No tak teraz su Mi daktore veci jasnejšie,hlavne teraz,jak som znova sprevackoval 7-8 ročnu LiFePO4 bateriu a objasnilo to zmenu jej spravania,pri zmene použivania. Dokonca sa zlepšuju jej vlastnosti.

[rottenkiwi]

Ešte som preložil aj ďalšiu kapitolu, lebo sa mi zdala poučná.

Záver 7

Stratégie na maximalizáciu životnosti batérií v EV

Na dosiahnutie maximálnej životnosti článkov musí byť minimalizované kalendárne
ako aj cyklické starnutie. Na základe štúdií odvodíme ideálne prevádzkové stratégie.

Redukcia kalendárneho starnutia

Štúdia ukázala, že za kalendárne starnutie je predovšetkým zodpovedný úbytok
cyklovateľného Li, kvôli nežiadúcim reakciám na anóde. Držanie SoC na strednej
alebo nízkej úrovni a zníženie teploty článkov vedie k dlhšej kalendárnej životnosti.

Zamedzenie režimu SoC korešpondujúceho najnižším potenciálom anódy

Nežiadúce reakcie na anóde ukazujú silnú závislosť na jej potenciáli a zhoršujú sa
s nižším potenciálom. Pretože potenciál anódy má niekoľko plató, redukcia SoC
nevedie vždy k redukcii nežiadúcich reakcií na anóde. Oblasti SoC pokrývajúce
20 až 30 % nominálnej kapacity článkov majú konštantnú degradáciu. Pretože
LiC6 / LiC12 dvojfázový režim predstavuje najnižšie napäťové plató, SoC v tejto
oblasti predstavuje najvyšší úbytok kapacity. To znamená, že stupeň interkalovaného
Li v anóde musí byť udržovaný pod úrovňou 50 %, keď sú články na rovnakom SoC
dlhý čas, napr. počas intervalu parkovania.

Nízke napäťové plató anódy typicky začína pri 55 - 80 % SoC, v závislosti na rovnováhe
elektród. Charakteristický centrálny grafitový vrchol indikuje priamo začiatok LiC6 / LiC12
režimu, pre ktorý je charakteristická vysoká úroveň nežiadúcich reakcií. Rovnováha
elektród sa v čase mení, preto sa mení aj poloha grafitového vrcholu.

Pre články pri 25 *C, úroveň degradácie kapacity po 15-tich rokoch, pri skladovaní
na nízkom a strednom SoC, predstavuje 8 až 9 %. Naopak, pri vysokom SoC,
pokles kapacity je odhadovaný na 16 %.

Uchovávanie článkov pri nízkej teplote počas nečinnosti

Pretože nežiadúce reakcie na anóde s teplotou stúpajú, mali by byť články v stave
nečinnosti udržiavané pri nízkej teplote. V tejto štúdii, zníženie teploty v stave nečinnosti
z 25 na 10 *C, znížilo úbytok kapacity za 15 rokov o cca. 40 %.

Vyhýbanie sa vysokým SoC

Pre SoC nad 80 % sa pozorovala zvýšená degradácia katódy. To vedie k nežiadúcim
reakciám na katóde a znamená zhoršenie transportu náboja na NCA katóde. Ak sa nedá
držať SoC na strednej a nízkej úrovni počas obdobia nečinnosti, aby sa zabránilo nežiadúcim
reakciám na anóde, treba sa aspoň snažiť zamedziť skladovaniu článkov nad 80 % SoC,
aby sme redukovali aspoň degradáciu katódy. Toto opatrenie má však svoje limity, pretože
dominantným faktorom úbytku kapacity sú aj tak anodické reakcie.

Načasovanie nabíjania batérie

Pretože nízke SoC zlepšuje kalendárnu životnosť, úbytok kapacity dokážeme znížiť
inteligentným načasovaním nabíjania EV. Keď baterku dobíjame ihneď po príchode
domov, články držíme v režime nečinnosti na vyššom SoC. Odložené nabíjanie, ktoré
drží články na nízkom SoC čo najdlhšie a dobije baterku tesne pred ďalšou periódou
jazdy vozidla, pomáha zlepšovať kalendárnu životnosť baterky.

Redukcia cyklického starnutia

Cyklické starnutie článkov je podstatne komplexnejšie ako kalendárne starnutie.
Okrem SoC a teploty, prenos náboja, hĺbka cyklu a úrovne prúdu majú značný vplyv
na cyklickú degradáciu.

Menšie cyklické starnutie pri vyšších teplotách

Cyklovanie článkov pri rôznych teplotách pri diaľničnom profile odhalilo, že s vyššou
teplotou degradácia klesá. Naopak pri kalendárnom starnutí, vyššia teplota prispieva
k rýchlejšej degradácii. To znamená, že počas cyklovania musia byť baterky zohriate.
To znamená, že baterky nemusíme chladiť na 25 *C počas jazdy a nabíjania. Namiesto
toho, zohriatie batérie na 40 *C redukuje stres a degradáciu spôsobenú interkaláciou
a deinterkaláciou Li+.

Ak je EV po jazde zaparkované, batéria by mala byť schladená, aby sa zamedzilo
kalendárnemu starnutiu. Pretože čas jazdy je u bežného vozidla podstatne kratší
ako čas parkovania, vyššia teplota počas nabíjania a vybíjania nemá podstatný vplyv
na kalendárnu životnosť.

Aplikovanie rozumných nabíjacích prúdov

Vysokovýkonné lítium-iónové články, sú náchylné na usadzovanie kovového Li kvôli
ich hrubým anódam s malou porozitou. Musíme zamedziť vysokým nabíjacím prúdom,
zvlášť pri nízkych teplotách a vysokom SoC, čo korešponduje najnižším potenciálom anódy.
Aj pri nízkom SoC však vysoké prúdy vedú k stresu článkov. Tieto vysoké prúdy k degradácii
aktívneho materiálu anódy a k usadzovaniu kovového Li. Preto rýchle nabíjanie by malo byť
používané iba občas a nie každý deň, kým sa nebudú používať články špeciálne dizajnované
na vysoké prúdy. Takéto články však majú nižšiu gravimetrickú hustotu.
Štúdia tiež ukázala, že pod určitou hodnotou, už ďalšie znižovanie nabíjacieho prúdu nevedie
k zlepšeniu životnosti článkov.

Plytké cykly redukujú nárast rezistencie

Nárast rezistencie článkov v tejto štúdii mal pôvod vo zvýšenom odpore prenosu náboja
na NCA katóde. Zvlášť pre hlboké cykly a hlboké vybitia rástla rezistencia najviac.
Redukovaním hĺbky cyklu na 20 - 40 %, sa nárast rezistencie minimalizuje.
V dôsledku toho môže byť baterka zaťažovaná vysokými vybíjacími prúdmi, aj keď
je už staršia. To znamená, že častejšie nabíjanie batérie je benefitom, pretože
redukuje hĺbku cyklu. To však udržuje priemerné SoC vyššie, čo znižuje kalendárnu
životnosť. Kombinácia plytkých cyklov a nízkeho priemerného SoC vedie k dlhšej
životnosti článkov. To sa však nedá uplatniť, ak potrebujeme maximálny dojazd EV.

Hlboké vybitie nie je typicky tak kritické, pretože vodiči nejazdia až do úplného
vybitia batérie, ale nabijú EV oveľa skôr. Výrobcovia EV tiež programujú BMS tak,
že časť kapacity je nedostupná, aby sa zabránilo hlbokým vybitiam batérie.

Maximálne regeneračné brzdenie je benefitom pre životnosť baterky

Výskum impaktu regeneračného brzdenia ukázal, že je to vždy prínosom pre baterku.
Vysoké nabíjacie prúdy pri brzdení sú tolerované aj pri teplotách pri 10 či 0 *C, pretože
robia cykly plytkými. Zdá sa, že kratšie trvanie dobíjania na nabíjačkách minimalizuje
ukladanie Li.

Optimalizácia využitia kapacity

Porovnaním rôznych nabíjacích protokolov sa zistilo, že zníženie nabíjacieho napätia,
znižuje úbytok kapacity za cenu zníženia absolútnej dostupnej kapacity, čo predstavuje
dojazd EV. Po 1000 EFC / ekvivalentných plných cykloch / články s maximálnym nabíjacím
napätím podľa datašítu, stále poskytovalo vyšší dojazd, ako články nabíjané nižším napätím.

Z pohľadu matematickej optimalizácie, redukcia nabíjacieho napätia neprináša výhodu,
pretože neuchováva dlhší dojazd pre staršiu batériu. Ale ak vezmeme v úvahu psychologický
efekt a behaviorálnu ekonomiku, znížené nab. napätie môže byť benefitom. To znamená,
strata časti dojazdu na začiatku životnosti, v dôsledku degradácie je vnímaná ako väčšie zlo,
ako redukovaný dojazd v dôsledku zníženia nabíjacieho napätia.

Odhad životnosti baterky

Pre EV v r. 2020 je požadovaná cyklická životnosť 1000 cyklov a kalendárna životnosť 15 r.
Pre prevádzku pri 25 *C, môžu byť urobené viaceré projekcie na základe tejto štúdie.
Tiež je diskutovaný vplyv vyšších a nižších teplôt.

Hĺbka cyklu 60 % a uchovávanie pri strednom SoC

Štúdia ukázala, že pri 60 %-nom cykle pri 25 *C, 1000 EFC bolo dosiahnutých pri 13 %-nom
poklese kapacity. Spolu s 10 %-ným kalendárnym poklesom po 15-tich rokoch, keď bola
baterka udržiavaná na strednom SoC počas odpočinku, celkový pokles kapacity bol na úrovni
23 %.

Hĺbka cyklu 40 % a uchovávanie pri vysokom SoC

Keď je baterka prevádzkovaná pri plytších cykloch do 40 %, ale pri parkovaní je udržiavaná
na vysokom SoC, cyklická životnosť sa zlepší o 2 % ale kalendárna životnosť sa po 15-tich
rokoch o 5 % zhorší. To znamená, držanie baterky na vysokom SoC má väčší efekt na životnosť,
ako plytšie cykly na úrovni 40 %. To ukazuje, že časté nabíjanie baterky na vysoké SoC,
po každej krátkej jazde, nemá pozitívny vplyv na životnosť, hoci udržuje rezistenciu
na nižších hodnotách.

Hĺbka cyklu 40 % a uchovávanie pri strednom/nízkom SoC

Ak je redukovaná hĺbka cyklu kombinovaná s udržiavaním článkov na strednom a nízkom
SoC, životnosť sa značne predĺži. Pri 40 %-nej hĺbke cyklu a strednom a nízkom SoC,
dostaneme 10 %-ný pokles vďaka cyklickej záťaži a cca. 10 %-ný pokles kapacity s ohľadom
na kalendárnu životnosť. Tým sa dá s článkami použitými v štúdii dosiahnuť 1000 EFC
a životnosť 15 r.

Vplyv vysokej teploty

Vysoké teploty zhoršujú kalendárnu životnosť, pretože zrýchľujú nežiadúce reakcie.
Preto počas nečinnosti majú byť články pri nízkej teplote. Počas nabíjania a vybíjania,
zvýšená teplota redukuje cyklickú degradáciu.

Nízke teploty sú pre prevádzku kritické

Hoci požadovaná životnosť sa dá dosiahnuť pri prevádzke pri 25 *C, používanie
článkov pri nízkych teplotách stále predstavuje problém. Prevádzka pri 10 *C
a nižšie znižuje kapacitu a zrýchľuje degradáciu. Táto štúdia ukázala, že nielen
nabíjanie, ale aj vybíjanie pri nízkych teplotách spôsobuje silnú degradáciu batérie,.
Pri kombinácii 60 a 40 %-nej hĺbky cyklu a vysokého nabíjacieho napätia, nastalo
po 500 EFC zlyhanie článkov, v dôsledku nárastu tlaku v ich vnútri, pretože nežiadúce
reakcie uvoľňujú plynné produkty. Iba pri 20 %-nej hĺbke cyklu alebo 40 %-nom cykle
a nízkom alebo strednom SoC, sa podarilo dosiahnuť 1000 EFC.

[rottenkiwi]

Čítal som dnes jedno pdf o degradácii panelov, tak som si pofotil svoje poly panely.
Kyocera - 2013, IBC Poly - 2014, Amerisolar - 2016,2017 a AEG - 2019.
Vidíte na tých fotkách nejakú degradáciu ?

[camel1cz]

Čítal som dnes jedno pdf o degradácii panelov, tak som si pofotil svoje poly panely.
Kyocera - 2013, IBC Poly - 2014, Amerisolar - 2016,2017 a AEG - 2019.
Vidíte na tých fotkách nejakú degradáciu ?

Hned na prvním panelu lítá nejmíň 32 elektronů pěkně křivě!

[mypower.cz]

A nebyly v tom cteni i nejake ukazky degradace panelu? Ze by to clovek z toho cteni i poznal sam? A nebylo by to jedno cteni alespon jako odkaz, ze bychom se zde alespon znalostne obohatili?

[rottenkiwi]

Už to tu dával dumi: / to pdf /
https://forum.mypower.cz/viewtopic.php? ... 20#p122831

[rottenkiwi]

V tejto práci je na s. 28 napísané, že do 400 V sa može hasiť vodou,
ak som min. 1.5 m ďaleko, voda nie je znečistená a pri vysokotlakej
prúdnici je tlak min. 2.5 MPa.

To znamená že voda je za týchto podmienok nevodivá a nepredstavuje
ohrozenie pre požiarnika ?

https://dspace.cvut.cz/bitstream/handle ... sAllowed=y

[rottenkiwi]

Potreboval by som takýto vyťažovák na LiFePO.

Ráno by zohrial baterku na 20 *C
a do 57 % SOC by nabíjal max. C3 ak je polojasno
alebo bude popoludní zamračené ináč max. C4.

Od 57 % do 70 % by nabíjal max. C5
a od 70 % do 80 % SOC max. C6.

Ak popoludní nebude zamračené, tak by
80 % držal od marca do októbra až do 15:00
a potom by do 90 % SOC išiel max. C8.

Ak je potrebné mať večer a zajtra max. kapacitu,
tak by baterku dotiahol do 100 % SOC.

Ak sa do rána nepredpokladá vysoký odber,
tak by baterka bola vychladená na 10 - 15 *C.

Skúšali ste niečo také urobiť alebo vám to už funguje ?

[rottenkiwi]

Viete o nejakom wireless BMS pre 4S až 16S LiFePO4, kde všetky moduly medzi sebou
komunikujú bezdrotovo, ako aj komunikácia s master modulom je wireless,
takže medzi jednotlivými sériovo zapojenými článkami, nie sú žiadne kom. káble ?

[rottenkiwi]

Neviete niekto, koĺko asi stojí takýto tester batérií ?
https://www.digatron.com/Portals/38/Ima ... 1618385876
https://ercesa.es/wp-content/uploads/2019/02/mct_re.pdf

[Lui]

predpokladám nejakých 25-30.000 eur

[rottenkiwi]

Dal by sa pomocou shuntu: https://www.banggood.com/Pointer-Analog ... rehouse=CN
Arduina Mega a tohoto 24-bit prebvodníka : https://www.iascaled.com/store/ARD-LTC2499
merať presne prúd ?
Aká by bola presnosť merania ?

[kodl69]

asi jo, ale zkus si to spočítat, tenhle ADC pravděpodobně nemá programovatelný gain, ale pouze 1, takže hned přicházíš o minimálně 4 bity z rozlišení. Na mě teď z aliexpresu vypadl modul pro měření proudu, obsahuje buď http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina219.pdf
https://www.aliexpress.com/wholesale?ca ... =i2c+shunt
zakup sobě a můžeš to otestovat, cenovky jsou víc než příznivý, na deskách je pro první pokusy 0.1Ohm, ale není problém ho odstranit a dát k tomu bočník za pár USD, a nebo to připojit na stejnej bočník jako máš BMV...
toho 0.1 ohmu bude podle datasheetu měřit do +- 0.32A , což by na pokusy mohlo stačit. Co je podle mě dobrý, tak programable gain od /1 do /8 dle datasheetu +-40mV až +- 320mV na "plnou výchylku". ADC je sice jenom 14 bit, ale na druhou stranu s bočníkem třeba 75A/75mV (1 miliohm) budeš schopen rozlišit 10uV, tj 10mA (s maximem s tímto gainem 40A) a naopak při "mírném" přetížení bočníku a přepnutí pga/8 měřit 319mV, tj 320A !!! Takže při rozumném přepínaní gain a případně vyhazování chybných hodnot způsobených přetečením by to mohl být dobrý základ pro gauge meter.

[rottenkiwi]

OK. Dík za rady. SKúsim to objednať a pohrať sa s tým.

[DanoP]

Co tak skusit moderne komponenty ADS122U04, s galavanickym oddelenim a seriovym rozhranim ?

Ak sa ale pozaduje isty vysledok okamzite nasaditelny tak by som isiel do smart shunt od Victronu alebo do BSP od Studeru (neviem ci maju galvanicke oddelenie komunikacie).

[kodl69]

Ten uart je spíš vhodnej pro plc, INA219 je I2C, což je podle mě jednodušej připojitelný k jednočipům, tam taky není problém dát galvanický oddělení, když je potřeba. Mam vyzkoušenej ADUM1250 +B0505s. U toho měření SOC je problém v tom, že se měří malý proudy dlouho a velký krátce, a ve výsledku chyba měření těch malejch proudů dělá velkou celkovou chybu SOC za delší dobu, pokud se měřák nedostane do stavu, kde se resetuje na 0 nebo 100% soc podle napětí... Ostatně s tím má v zimě problém i midnite+ wbjr a BMV od victronu taky, takže i ten smart shunt bude to stejný, jenom bez displeje.

[rottenkiwi]

Chcel som si trochu rozšíriť vzdelanie, tak by som chcel začať experimentovať
s dc-dc meničmi.

Ktoré topológie sa najviac využívajú napr. v regloch ?
Ktoré topológie sú vhodné na prečerpávacie pumpy na Li-ion článkocch ?
Ktoré topológie sú s najmenším počtom lacných súčiastok ?
Ktoré topológie sú zase s najvyššou účinnosťou ?
Máte nejaké skúsenosti s planárnymi transformátormi ?

[rottenkiwi]

Vidím že Dušan má vo svojej FVE účinnosť 18650 LiIon 96.29 %.
https://forum.mypower.cz/viewtopic.php? ... 03#p124203

Ja som si pozrel BMV v mojej 24 V FVE, ktorou prešlo 5.5 MWh a baterky / LiFePO Winston / ukazujú:
1265.66/1284.75 = 98.514 %.
Mimo bateriek, priamo do meničov a DC spotreby išlo: 4215 kWh.
Takže percentuálne cez baterky 23 % a zbytok priamo.

[rottenkiwi]

Ak máte napatie zo stringov vačšie ako 250 V, používate válcové poistky PV514, PV522 do 700 V DC,
príp. PC10, PT22 do 1000 V DC ?

Može sa vo fotovoltaike použiť namiesto pomalšej gG poistky, rýchlejšia gR ?

[dano]

Pokial chces chranit priamo string, mali by sa pouzivat prave rychle poistky gPV, ktore su urcene pre FVE. Myslim, ze sa maju dimenzovat na 1,5x In.

Napriklad tu https://www.schurter.com/en/datasheet/ASO_10.3x38