Ličio celių pasirinkimas #3

Prieš kurį laiką rašiau apie 18650 ličio celių pasirinkimą naudojimui transporto priemonėje:

1. Ličio celių pasirinkimas
2. Ličio celių pasirinkimas #2

Kaip tinkamiausias, buvau išsirinkęs dvi kandidates: Panasonic NCR18650B (3.3 Ah) ir LG LGABD11865 (3.0 Ah). Taigi nusipirkau po porą vienetų testams atlikti:

Vienas iš svarbiausių testų – ciklų skaičius. Toks testas užtrunka baisiai daug laiko: jei cikluojama 1C srove, per vieną parą galima atlikti apie 11 ciklų. O jei reikia padaryti, sakykim, 1000 ciklų, tai užtrunka nei daug nei mažai – 3 mėnesius.

Kol kas testavau tik LG celę (bus antra dalis su Panasonic), padariau 350 pilnų ciklų. Ciklavimo tvarka:

1. Kraunama 3A srove iki 4.3 V, kol pasieks 0.3A
2. Laukiama 5 minutes, leidžiama atvėsti
3. Iškraunama 3A srove iki kol nukris iki 3.0V
4. Laukiama 5 minutes, leidžiama atvėsti
5. Kartojama nuo 1. punkto.

Tiesa, šių celių deklaruojama krovimo pabaigos įtampa – 4.35 V, tačiau mano įranga tokios pasiekti negali, taigi teko apsiriboti 4.30 V. Dėl to yra šiek tiek iškreipti rezultatai (gauta šiek tiek mažesnė talpa).

Taigi, rezultatai:

Skirtingom dienom buvo skirtinga oro temperatūra, taigi yra šiek tiek pasibangavimų, tačiau bendras vaizdas matosi – talpa pasiektų 80% pradinės talpos jau po 500 ciklų.

Čia daug ar mažai? Sakyčiau, kur kas geriau, nei tikėjausi. Testas yra gana žiaurus, kadangi cikluojama iki 100% DOD (Depth Of Discharge), ko realiomis sąlygomis praktiškai nebūna. Taipogi kraunama yra 1C srove (pilnas įkrovimas per vieną valandą), kas irgi nėra labai praktiška. Spėčiau kad, kraunant per 4 valandas ir iškraunant apie 1C srove iki 50-70% DOD, ciklų skaičius iki 80% likutinės talpos būtų bent 5 kartus didesnis. Na tai gaunasi apie 2500 ciklų… Jei darom prielaidą kad tokios celės yra sumontuotos transporto priemonėje, kuri kraunama kasdien, gaunam 7 metų tarnavimo laiką. Ir čia iki kol talpa nukris iki 80%. Jei važiuosim iki kol liks 60% talpos, galėsim atvažinėt kokius 14 metų (kadangi matom kad talpa krenta gan tiesiškai). Sakyčiau tai yra labai geras ilgaamžiškumo rezultatas dviratei transporto priemonei. Net ir automobiliui jau yra pakankamai ilgas tarnavimo laikas.

Šiek tiek techninių detalių:

Čia matom iškrovimo kreivę, kompensuotą pagal talpą. Čia puikiai matosi kaip, laikui bėgant, keičiasi kreivės forma (kuri šiuo atveju praktiškai nesikeičia). Praktiškai vienintelis matomas skirtumas – vėlesnių iškrovimų kreivės šiek tiek pavažiavusios žemyn. Tai reiškia, kad padidėjo vidinė celės varža. Prieš bandymus ji buvo 58 mΩ, o po 350 ciklų – 66 mΩ. Tai yra mažos iškrovimo srovės celės, taigi tokia varža yra gan nebloga. Verta pastebėti kad po 350 ciklų varža padidėjo 14 %, o talpa sumažėjo taip pat apie 14 %. Arba sutapimas, arba galima daryti išvadą kad varža kinta gan tiesiškai su talpa, kas yra gerai, kadangi lengviau prognozuoti kas bus ateityje.

Na o čia krovimo įtampų ir talpų grafikai:

Gerai matosi didėjanti vidinė varža – kuo daugiau ciklų, tuo greičiau yra pasiekiama maksimali krovimo įtampa ir tuo ilgiau reikia laukti kol srovė kris iki nustatytos krovimo pabaigos ribos (0.3A šiuo atveju). T.y. krovimo laikas trumpėja lėčiau nei mažėja talpa. Tai yra visiškai natūralus reiškinys, bet buvo įdomu pamatyti kiek jis aktualus. Pavyzdžiui, matome kad iki 100% celė įkraunama per ~ 74 minutes, o iki 85% – per ~ 47 minutes. Kitaip tariant, pirmieji 85% įkraunami per 47 minutes, o likę 15 % – per 27 minutes. Dar kitaip, likę 15% visą krovimo laiką pailgina trečdaliu. Situacijose, kai laikas == pinigai, virš 85% krauti, greičiausiai, neverta.

Audžiu mintį šioje vietoje sugudrauti ir su BMS kompensuoti vidinėje celės varžoje krentančią įtampą, kurią galima būtų nuolat apskaičiuoti išsivedant iš nuolat matuojamos vidinės varžos. Tik neaišku kaip į aukštesnę kontaktų įtampą reaguos pati celės chemija… Manau verta pasibandyti. Gaila tik kad truks keletą mėnesių…