Электротранспорт

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск    

Новости:

Страницы: 1Вниз

Автор Тема: Эксплуатация литий-ионных аккумуляторов  (Прочитано 7086 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Slider

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +42/-4
  • :
    144
    880
  • Сообщений: 8388
  • Санкт-Петербург
  • Делу-время
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Немного терминов:
DoD — Depth of Discharge — глубина разряда.
SoC — State of Charge — уровень заряда.

Использование аккумуляторов

Количество циклов

На данный момент есть теория, что зависимость количества циклов, которые может выдержать аккумулятор от степени разряда аккумулятора в цикле имеет следующий вид (синим обозначены циклы разрядки, черным — эквивалентные полные циклы):

Данная кривая носит названия кривой Вёлера (Wöhler). Основная идея пришла из механики о зависимости числа растяжений пружины от степени растяжения. Начальное значение в 3000 циклов при 100% разряде батарей является средневзвешенным числом при разряде в 0,1С. Какие-то аккумуляторы показывают лучшие результаты, какие-то хуже. При токе 1С число полных циклов при 100% разряде падает с 3000 до 1000-1500 в зависимости от производителя.
В целом, данное соотношение, представленное на графиках, получило подтверждение по результатам экспериментов, потому целесообразным является зарядка аккумулятора при любой возможности.

Расчет суперпозиции циклов

При эксплуатации аккумуляторов возможна работа при одновременном наличии двух циклов (например, рекуперативное торможение в автомобиле):

Получается следующий комбинированный цикл:

Возникает вопрос, как это сказывается на эксплуатации аккумулятора, сильно ли уменьшается ресурс аккумулятора?
По результатам экспериментов комбинированный цикл показал результаты, как от сложения полных эквивалентных циклов двух независимых циклов. Т.е. относительная емкость аккумулятора в комбинированном цикле падала соответственно сумме разрядов на малом и большом циклах (линеаризованный график представлен ниже).

Влияние больших циклов разрядки более существенно, а значит подтверждается то, что аккумулятор лучше заряжать при каждой возможности.

Эффект памяти

Эффект памяти литий-ионных аккумуляторов по результатам экспериментов отмечен не был. При различных режимах его полная емкость все равно впоследствии не изменялась. В то же время есть ряд работ, которые подтверждают наличие данного эффекта в литий-фосфатных и литий-титановых аккумуляторах.

Хранение аккумуляторов

Температуры хранения

Тут никаких необычных открытий не было сделано. Температуры 20-25°C являются оптимальными (в обычной жизни) для хранения аккумулятора, если его не использовать. При хранении аккумулятора при температуре в 50°C деградация емкость идет практически в 6 раз быстрее.
Естественно более низкие температуры лучше для хранения, но в быту это означает специальное охлаждение. Так как температура воздуха в квартире, как правило, 20-25°C, то и хранение скорее всего будет при такой температуре.

Уровень заряда

Как показали испытания, чем меньше заряд тем медленнее идет саморазряд аккумулятора. Измерялась емкость аккумулятора, какой бы она была при его дальнейшем использовании после длительного хранения. Наилучший результат показали аккумуляторы, которые хранились с зарядом близким к нулю.
В целом хорошие результаты показали аккумуляторы, которые хранились не более чем с 60% уровнем заряда на момент начала хранения. Цифры отличаются от приведенных ниже для 100% заряда в худшую сторону (т.е. аккумулятор придет в негодность ранее, чем указано на рисунке):

Рисунок взят из статьи 5 практических советов по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов
В то же время цифры для малого заряда более оптимистичны (94% после года при температуре 40°C для хранения при SOC 40%).
Так как 10% заряд непрактичен, так как время работы при таком уровне весьма маленькое, хранить аккумуляторы оптимально при SOC 60%, что позволит применить его в любой момент и не скажется критично на сроке его службы.

Основные проблемы результатов экспериментов

Никто не проводил тесты, которые можно считать на 100% достоверными. Выборка, как правило, не превышает пары тысяч аккумуляторов из миллионов произведенных. Большинство исследователей не могут представить достоверные сравнительные анализы по причинам недостаточной выборки. Также результаты этих экспериментов зачастую являются конфиденциальной информацией. Так что данные рекомендации не обязательно подходят к вашему аккумулятору, но могут считаться оптимальными.

Итоги экспериментов

Оптимальная частота зарядки — при каждой возможности.
Оптимальные условия хранения — 20-25°C при 60% заряде аккумулятора.

(с) Habrhabr

Мне кажется данная статья вполне достойна занесения в анналы ЧАВО данного форума.

Eltreco TT - компактность и комфорт. 70 в + MaxController + МАС 6Т = 55 км/ч. Электросамокат Е-Twow S2 Master.

Slider

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +42/-4
  • :
    144
    880
  • Сообщений: 8388
  • Санкт-Петербург
  • Делу-время
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Цитата
Нужно ли "тренировать" ли-он акумуляторы и будет ли от этого польза?
Ответ: нет.
Цитата
Тренировка литиевых аккумуляторов, состоящих из одной банки, бессмысленна. Не вредна, но тратит циклы работы аккумуляторов. В мобильных устройствах тренировку нельзя даже оправдать работой контроллера — параметры аккумулятора одинаковы, не меняются в зависимости от модели и времени. Единственное, на что может влиять недостаточный разряд — на точность показаний индикатора заряда (но не на время работы), но для этого достаточно одной полной разрядки раз в полгода.
Еще раз. Если у вас плеер, телефон, рация, кпк, планшет, дозиметр, мультиметр, часы или любой другой мобильный девайс, использующий аккумулятор Li-Ion или Li-Pol(если он съемный, на нем будет написано, если он не съемный — то 99% это литий) — «тренировка» длиннее одного цикла бесполезна. Один цикл тоже, скорее всего, бесполезен.
Если у вас аккумулятор для управляемых моделей, то первые несколько циклов надо разряжать малыми токами(малыми, хе-хе. Для них малые — это 3-5С. Это вообще-то полтора ампера на 11 вольтах. А рабочие токи там до 20С). Ну, кто пользуется этими аккумуляторами, тот знает. А всем остальным это не пригодится, разве что для общего развития.
(с) HabrHabr

Eltreco TT - компактность и комфорт. 70 в + MaxController + МАС 6Т = 55 км/ч. Электросамокат Е-Twow S2 Master.

Slider

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +42/-4
  • :
    144
    880
  • Сообщений: 8388
  • Санкт-Петербург
  • Делу-время
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Приведенная в первом посте статья отвечает на вопрос, стоит ли выкатывать акум до конца, или надо ли заряжать при первой возможности, и рекомендации, приведенные в ней, относиться именно к этому.
Вывод статьи состоит в том что, частота полуциклов и глубина разряда в пределах эксплуатационных значений (по даташиту) не оказывает большого влияния на срок эксплуатации аккумулятора.
Однако реальный режим эксплуатации акума подразумевает еще и его хранение в промежутках между зарядами. Теория гласит, что чем выше заряд аккумулятора (напряжение аккумулятора), тем быстрее идет деградация электродов элементов, и соответственно деградация ёмкости аккумулятора. Поэтому для продления срока эксплуатации аккумулятора, его целесообразно заряжать не сразу после поездки (окончания цикла эксплуатации), а непосредственно перед началом новой поездки (новым циклом эксплуатации)
« Последнее редактирование: 13 Сен 2014 в 10:49 от Slider »

Eltreco TT - компактность и комфорт. 70 в + MaxController + МАС 6Т = 55 км/ч. Электросамокат Е-Twow S2 Master.
Страницы: 1Вверх