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Diario Lepton – Sorpresa! La mia batteria boost basata su celle A123 non potrà mai funzionare! :-(

Posted in batterie by jumpjack on 30 maggio 2013

Purtroppo nel bel mezzo della costruzione del pacco batteria boost per il mio Lepton (da usare invece di un pacco a supercondensatori), e ancora in attesa dell’arrivo di ulteriori ingredienti per perfezionarlo, mi ritrovo a scoprire che non potrà mai funzionare!

Dopo aver cercato inutilmente per mesi un documento che illustrasse come varia la vita di una batteria in base non al DoD, ma al rate di scarica, l’ho trovato l’altro giorno per caso, cercandoinvece  informazioni meccaniche sulle celle A123…

Si tratta di una ricerca indipendente della FMA, che riporta la durata di una cella A123 con scariche fino a 20C (rispetto ai 30 possibili da datasheet).

Gli sconfortanti risultati sono riassunti in questi due grafici, identici se non per l’asse orizzontale, ricavati prendendo dati dalla suddetta ricerca per scariche oltre 2C, e da datasheet vari della A123 per scariche minori (non tutti i datasheet delle stesse celle forniscono tutti i dati e gli stessi grafici!).

Questo primo grafico mostra i dati che ho effettivamente raccolto, che però presentano un vistoso “buco”:

cicli-a123-esatto

Per interpolazione, a alterando leggermente i dati originali per dare alla curca un andamento più fluido, ho dedotto questi altri due grafici:

Chart depicts how cycles number changes depending on discharge rate (in Ampere).

Chart depicts how cycles number changes depending on discharge rate (in Ampere).

.

Chart depicts how cycles number changes depending on discharge rate (in C rate).

Chart depicts how cycles number changes depending on discharge rate (in C rate).

La proverbiale longevità di queste celle scompare nel nulla all’aumentare dell’intensità di scarica, arrivando a un ridicolo “42 cicli a 20C/44A”!!

Il punto evidenziato in rosso nel grafico è un probabile errore nella ricerca indipendente: invece di “1000” probabilmente doveva esserci scritto “>1000”, come si può dedurre dai dati ufficiali, che per quei bassi valori di C sono disponibili.

Questi sono i dati interpolati/aggiustati:

C A Cycles
1 2 8000
2 4 5000
3 6 3000
4,8 10 1000
6,8 15 700
8,7 19 500
10,6 23 500
12,7 27 400
14,6 32 230
16,5 36 220
20,5 44 42

Quindi queste celle arrivano a poter essere ricaricate 8000 (ottomila) volte se scaricate al massimo a 1C (2,2A), a circa 5000 se scaricate a 2C (4,4A) e così via… arrivando a 230 cicli a 32 Ampere e a 42 cicli a 44A!!

Questo significa che costruire una mini-batteria boost, cioè con pochi Wh ma tanti W, è possibile ma inutile, perchè durerebbe appena una cinquantina di ricariche se dovesse erogare ogni volta 30-40 al posto della batteria principale: il taglio minimo di Ah per avere una batteria A123-based che duri almeno 1000 cicli è quindi 10Ah, che consentirebbero cicli di scarica da 50A con DoD=100%. Sfortunatamente, questo significa un parallelo di 5 celle (anzichè la cella singola da me prevista), quindi un prezzo quintuplicato, pari a circa 1000 euro!!! (considerando un costo di circa 10,00 euro a cella e 20 celle per 60V).

Volendosi accontentare di 500 cicli, che sarebbero comunque il doppio di quelli di una batteria al piombo, si può arrivare a scariche tollerate di 10C/20A, quindi basterebbero 2 celle in parallelo per avere quei 40A necessari ad “alleggerire” il carico delle batterie al piombo e farle durare di più.

In compenso, ho scoperto (sempre per caso!) altre celle LiFePo4, simili come durata alle A123, le “K2”: sono date per scariche continue massime di 20C/40A, ma a 3C e DoD80% garantirebbero oltre 2000 cicli.

Per dovere di cronaca, questi sono i dati reali della ricerca:

c A Cycles
1,8 4 1000
4,8 10 1000
6,8 15 700
8,7 19 >500
10,6 23 >500
12,7 27 >500
14,6 32 230
16,5 36 220
20,5 44 42

5000 cicli a 2C per le A123: http://dev.bootcampmedia.co.uk/mavizen/wp-content/uploads/2012/12/A123-AMP20-M1HD-A-1-Data-Sheet.pdf

Ecco poi un interessante sito della NASA pieno di ricerche sulle batterie, tra cui per l’appunto anche le A123 (26650 nel 2007 e 18650 nel 2009).

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4 Risposte

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  1. GianniTurbo said, on 30 maggio 2013 at 22:04

    Conviene che te vendi…
    Visto che hai fatto pochi cicli…

    Io martedi sono andato a provare il cerberus di delta solar… Mi ha lasciato per strada durante la prova, spegnendosi 6 volte e l’ultima non si è più accesso…
    era tra l’altro pressoche scarico con solo una batteria… Non andava a più di 55…

  2. Simone Rambaldi said, on 9 luglio 2013 at 16:21

    La A123 e’ falita circa 2 ani fa proprio per la carsa longevita’ delle batterie in casi di alti C di scarica , oggigiorno quelle in vendita come A123 sono delle K2. Se vuoi farti un pacco “boost” devi suare delle LiPo da modellismo che sono adatte a C di scarica elevati.

    • jumpjack said, on 9 luglio 2013 at 19:56

      Veramente è fallita a settembre 2012 per via di debitori non paganti, finanziamenti non arrivati e partita di batterie difettose da rimborsare. Comunque due mesi fa la a123 inc. è stata rinominata nella “bad company” “B456 Inc” (dico davvero, cercate su google!🙂 ), mentre il marchio A123, ora di proprietà della cinese Wanxiang, è ancora vivo, solo che il nome esatto ora è A123 LLC, e a luglio dovrebbero arrivare sul mercato nuovi stock di batterie.


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