venerdì 12 ottobre 2012

Batterie Winston e freddo

In piu' di una occasione si è parlato su forum e altrove del comportamento delle batterie quando fa molto freddo e visto che ci stiamo avvicinando a stagioni piu' rigide ho pensato di riportare un interessante log dei dati fatto con "ArduScooter" quando a Febbraio 2012 qui a Milano ha fatto un freddo bestiale.
Era la mattina del 6 Febbraio 2012 e come al solito mi accingevo a partire con lo scooter, appena acceso il dispositivo mi segnava un terribile -6,7 gradi di temperatura ambiente e -4 gradi come temperatura batterie!!

All'epoca loggavo i dati con il PC per cui ho collegato il cavo USB ed eseguito l'applicazione sul PC, oggi mi basta attivare l'applicazione sullo smartphone vie Bluetooth, adesso si che si ragiona, ma sto divagando!!

I dati che vi riporto qui sotto sono quindi il risultato del viaggio di andata a lavoro, vedrete nel grafico complessivo che la temperatura esterna è scesa fino ad un minimo di -8,7 gradi , quella è la zona che attraversa il parco Nord di Milano e vi assicuro che li' la temperatura scende davvero in quel modo, te ne accorgi soprattutto d'estate quando fa molto caldo e nei pressi del parco hai un leggero sollievo perche' senti piu' fresco.

Ma bando alla ciance e mostriamo subito il primo log, è quello complessivo di tutto il viaggio di andata, sull'asse X trovate il tempo espresso in secondi, mentre sull'asse Y a seconda del colore trovate i valori descritti in legenda.
N.B.: Tenete presente che questo log si basa sulla mia vecchia configurazione di sole 18Celle, oggi ne monto 20 quindi il voltaggio medio a cella va modulato su 18!!


Se lo guardate con attenzione noterete che man mano che passa il tempo le batterie(linea rossa), a causa del le scariche richieste, man mano si vanno riscaldando. Tenete conto che la durata del viaggio è stata di circa 34 minuti (2040 secondi, vedi asse X grafico) e in quel tempo la temperatura è passata da -4,2° a 2° circa, un guadagno di ben 6°. La caduta del voltaggio non ne ha beneficiato particolarmente, ma si nota un piccolo miglioramento di risposta. Il punto è che con temperature cosi' basse il voltaggio scende parecchio, infatti chiedendo solo 80A alle batterie da 40AH la tensione delle celle cala a 2,5V, ma poi lo vediamo meglio in uno zoom di 3minuti su questi dati fatto apposta per vedere meglio una accelerazione da zero a 55Kmh


Ed ecco il grafico con uno zoom dei valori, in questo ci ho anche messo la velocità max raggiunta (in giallo)
P.S.Ho cambiato i colori per cui attenzione alla legenda!!



Il cerchio rosso evidenzia la caduta di tensione peggiore ed è avvenuta pochi minuti dopo essere partito (i secondi erano a 1036 circa), il picco in basso è poco sotto i 45V per 18 celle, quindi 2,5V a cella, diciamo ai limiti del cut-off e sicuramente le celle con voltaggi cosi bassi soffrono parecchio.
Nello stesso momento il cerchio blu indica l'amperaggio massimo raggiunto che è poco piu' di 80A, la mia centralina e motore se chiedi tutto puo' arrivare a erogare fino a 100A, cosa che eviterei di fare per non uccidere le batterie. 
Nel cerchio fucsia invece potete trovare la velocità max raggiunta, per intendersi il fattore killer della batteria con questo freddo non è mantenere la velocità max , dove si parla di 30A o 40A consumati, ma evitare di dare tutto il gas, porterebbe le batterie nei pressi della soglia limite entro la quale dovrebbe stare che per le Winston a quella temperature a spanne dovrebbe essere di circa 2,5V.  Fate attenzione al valore di 2,5V, intanto è un valore medio visto che abbiamo diviso il voltaggio totale per 18 celle e poi non si tratta di un voltaggio letto ai capi della singola cella che sarebbe  sicuramente piu' alto in quanto non terrebbe in considerazione i cali di voltaggio determinati dai cavi e dal BMS e credo uno o due volt se li mangia. Io poi ho usato cavi di sezione piuttosto stretta quindi me la sono andata a cercare e non posso lamentarmi ora.

Adesso veniamo ad un grafico fatto il 25/4/2012 , in questo caso si parla di 20celle quindi è richiesto una divisione diversa sul voltaggio totale per avere il dato puntuale sulla cella, ma ce la possiamo fare! La temperatura è di ben 14° ed in effetti la tensione con 93A (cerchio blu) richiesti è caduta a 57V (cerchio rosso), quindi a cella siamo a 2,85V, direi che è una discreta differenza!


































Considerazioni finali:
Il freddo è un problema serio per le batterie, in particolare per quelle al litio, e puo'  influenzare in modo significativo la loro aspettativa di vita, quindi vi consiglio se avete strumenti che ve lo permettono (basterebbe almeno un voltmetro!!) di tenere sotto occhio i valori e valutare di ridurre il gas (io lo faccio) quando le temperature sono cosi' basse,evitate se possibile di andare indicativamente sotto 2,5V a cella,meglio ancora se riuscite a stare intorno ai 2,7V.

Fate anche molta attenzione quando attaccate il carica batterie, alcuni fornitori di batterie al litio chiedono di non caricare mai quando la temperatura della batteria è inferiore a 0°, potreste danneggiare le celle. Fortunatamente le Winston sembra non abbiano questo problema, ma non fidandomi troppo dei datasheet che sono sempre gonfiati, preferisco evitare di caricare sotto-zero


Qui sotto vi riporto quanto indicato dal produttore in merito a quanta % di scarica riuscireste ad ottenere quando fa molto freddo. Come potete vedere a -25° secondo loro a 0,5C di scarica tirate fuori il 90% (sarà vero?)
Poi fate caso al voltaggio, a -25°  e solo 0,5 di scarica che nel mio caso corrisponde a soli 20A, la cella va a 2,8V! Ok ok io a Milano quelle temperature non dovrei vederle e se c'e' quel freddo mi sa che vado in auto,ma dal grafico si realizza quanto la temperatura incida sulle prestazioni.



7 commenti:

spuzzete ha detto...

Grazie Ccriss per il post "tecnico". Non è una buona notizia per me..se voglio un'auto elettrica sicuramente mi servirà un box per l'inverno ed avrei comunque il problema di lasciare l'auto all'aperto durante il giorno (es quando sono al lavoro).
M'informerò su altri tipi di batterie meno sensibili al freddo.

CCriss ha detto...

Le Calb grigie Serie CA (non le SE che sono blue) pare siano molto molto promettenti, costano poco di piu'

Altrimenti ci sono sempre le A123 , ma per le auto è un casino il taglio piu' grosso è da 20AH :-(

spuzzete ha detto...

Grazie Ccriss!
Controllero le Calb. Mi sono arrivate buone notizie dal governo Canadese per la residenza e sono un po' preso con la burocrazia al momento!

Sto aspettando dei pcb che ho ordinato online per il computer da bici/scooter con ardu. Ti manderò i dettagli via email :)

Stefano ha detto...

Grazie mille per le informazioni preziose!
Una domandina, ma se tu oggi potessi scegliere, acquisteresti di nuovo batterie da 40 ah o passeresti a capacità maggiori?

CCriss ha detto...

Stefano, per i KM che faccio io per andare a lavoro ,23Km andata e ritorno, direi che vanno piu' che bene. Capacità maggiore potrebbe aver senso se avessi dovuto fare ogni giorno piu' di 45Km, oppure andare a velocità superiori dei 70Kmh, ma in città il problema non si pone, in coda siamo tutti uguali.

jumpjack ha detto...

Ehi Crriss, potresti aggiungere in questo post e negli altri dove ci sono i grafici la potenza dello scooter? Sennò ogni volta che si passa di qui tocca cercare in tutto il blog per ricordarsi di quale scooter parli e che potenza ha! ;-)

Criss Ccriss ha detto...

Jump, è vero che senza saperlo i grafici non si capiscono bene, ma pensavo di aver risolto il problema aggiungendo nel tab in alto la descrizione dello scooter.Li' i dati ci sono tutti:-)

Comunque grazie, magari quando ho tempo l'info in piu' la metto.
Ciao