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Diario elettrico Ecojumbo 5000 – Colonnina di ricarica / armadio elettrico

Posted in Uncategorized by jumpjack on 25 aprile 2016

Attualmente uso due caricabatterie da 250 e 300 W per ricaricare l’ecojumbo. Ma sono “temporaneamente” (da più di un anno…) collocati dentro al vecchio scooter che avevo prima…

Ho calcolato che, i due CB,  se hanno un’efficienza del 90% come è probabile che sia, essendo uno da 60V/4A e l’altro da 60V/5A dissiperanno una potenza pari a 60*4*0.10 + 60*5*0.10 = 24W + 30 W = 54W.

Quanto calore può dissipare un cosiddetto “armadio elettrico”? Questa pagina permette di calcolarlo:

http://www.claredot.net/it/sez_Elettrotec/dissipazione_quadri_elettrici.php

(dispense universitarie su dimensionamento termico quadri elettrici: link)

I miei due caricabatterie hanno dimensioni 18x9x5 e 18x9x7 cm.

Li potrei affiancare in due modi:

armadio-batterie

Nel primo caso servirebbe un mobiletto di almeno 22 x 26 x 11 cm, nel secondo 22 x 18 x 13, considerando sempre una distanza di 2cm tra i caricabatterie e le pareti e tra di loro. Il suddetto sito dà nei due casi una dissipazione possibile di 16W e 13W considerando una temperatura esterna massima di 40° e interna di 60°c. La capacità di raffreddamento raddoppia se l’armadio è in alluminio invece che in plastica: 32 e 26 W.

Non ci siamo.

O prendo un armadio più grande, o lo munisco di raffreddamento ad aria: quest’altra pagina permette di calcolare il flusso d’aria in m3/h necessario ad asportare una certa quantità di calore: https://www.stego.de/nc/it/servizi/strumenti-di-calcolo/calcolo-della-potenza-di-raffreddamento.html.

Per estrarre 60W di calore serve un flusso di almeno 9.3 m3/h (=6.47 CFM – cube foot minute) .

Su rs-components è facile trovare una ventola che abbia determinati requisiti in termini di volume d’aria spostato in un’ora: link Basterebbe una ventolina da 12V/6W e 14 euro, per esempio, Una ventola a 230V costa molto di più, 70 euro!

Non volendo usare la ventilazione, cercando “armadio elettrico” su Amazon ci sarebbe questo: 400x300x200mm – Cablematic, in acciaio, 55 euro; il calcolo dice che può dissipare 57W, ancora poco. 😦 Ci vorrebbe quello da 700×400… e 104 euro!

Da una parte affidarsi a un sistema di raffreddamento attivo mette di fronte al rischio che un guasto alla ventola faccia surriscaldare e rompere anche i caricabatterie; dall’altra, usare un sistema passivo (=”grossa scatola”) significa spendere più di 100 euro.

Penso che opterò per un armadio piccolo (400x300x200 cm, 55 euro) dotato però di due ventole (totale: 55+28 =78 euro).

Finalmente i dati sulla durata delle mie batterie al litio LiCoO2 (dopo più di 2 anni dall’acquisto dello scooter!!)

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 1 giugno 2013

Nella ricerca che ho già citato in altro post c’è un grafico tristissimo:

cicli-LiCoO2

Se lo interpreto bene, significa che ad una temperatura media di 25°C, le mie batterie avevano un’aspettativa di vita di 85 cicli, utilizzando la “convenzione dell’80%”, mentre si sarebbero ridotte a metà capacità dopo appena 300 cicli.

Situazione addirittura peggiore ad alte temperature: tra 35 e 45 gradi, i cicli attesi sono tra 50 e 85!

Io comprai lo scooter a maggio 2011, e a settembre o ottobre dello stesso anno già iniziai a lamentarmi delle batterie, anche se mi rassegnai solo a novembre.

Dal 2 maggio al 2 ottobre sono 5 mesi, ma togliendo agosto diventano 4, per un totale di circa 90 giorni lavorativi, ognuno con un consumo minimo di 20km, pari a circa il 30% dell’autonomia possibile. Cioè, ogni 3 giorni completavo un ciclo di scarica del 100% (all’inizio lo facevo letteralmente, scaricando completamente le batterie!!!). Questo significa almeno 30 cicli completi di scarica, effettuati su batterie utilizzate, come da manuale, una per volta, quindi scaricate a 2C o addirittura 3C!! Il tutto in piena estate.

A 35°C i cicli attesi erano, guarda un po’, proprio 30!

Paradossalmente, se poi durante l’inverno le batterie non sono decadute altrettanto rapidamente è proprio perchè col freddo durano di più…

A ottobre 2012, quindi un anno e mezzo dopo l’acquisto, le batterie non erano più ragionevolmente utilizzabili nemmeno in parallelo, per fare 20 km al giorno, e ne ho comprata una definita “seminuova” dalla ZEM, “con pochissimi cicli”; beh… considerando una vita massima di 200 cicli a 45° e un dimezzamento di capacità già a 100 cicli (trasscurando i rispettivi ridicoli 30 e 50 cicli), e considerando che molto probabilmente alla ZEM le scaricavano ogni volta al 100%, purtroppo devo constatatre che è normale che ora, 6 mesi dopo, anche la batteria nuova non vale più una cicca!

Adesso non mi resta che trovare i grafici di durata delle batterie in base alla temperatura anche per le LiFePO4; per il momento conosco solo i dati delle celle A123 ANR26650 a 2C/45°C: : durano 2000 cicli  (contro i TRENTA delle LiCoO2!!!)

 

Aggiornamento 2016:

http://ecec.mne.psu.edu/Pubs/2010-Zhang-JPS.pdf

 

batterie-lifepo4-cicli

Effetto della temperatura sulle batterie al lithio “li-ion” (LiCoO2)

Posted in batterie, scooter elettrici, Uncategorized by jumpjack on 1 giugno 2013

Finalmente qualche dato sugli effetti della temperatura sulle batterie al litio!

http://www.virginia.edu/ms/ecs/files/KUMARESAN.pdf

(http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.593.9784&rep=rep1&type=pdf)

Queste dovrebbero essere proprio le batterie del mio Zem Star 45, che ha batterie al litio da 3,6 V, e che mi è stato detto “in giro” che non possono essere LiPo: quindi LiCoO2 dovrebbe essere l’unica alternativa rimasta, essendo le altre (mangamese e altro) troppo recenti (il mio scooter è di più di 2 anni fa).

Ho ricostruito il grafico in Excel:

temperatura-LiCoO2-1

E da quello poi ho desunto la capacità disponibile con scariche di 1C alle varie temperature, che sul mio scooter corrispondono a 48A; in realtà credo che sotto sforzo arrivi anche a 80, quindi sarebbero quasi 2C.

temperatura-LiCoO2

Immagino che a 2C la capacità si riduca a un 20 o 30% a zero gradi… 😦

Ecco infine un confronto tra i grafici in temperatura di queste batterie al litio e la batteria al piombo-gel (SLA) di un Etropolis:

Temperature performance comparison among Lithium (LiCOO2) and Lead (SLA) batteries

Temperature performance comparison among Lithium (LiCoO2) and Lead (SLA) batteries

Il mio giudizio professionale è “ammazza che schifo”. 😉

AGGIORNAMENTO 11/10/02013

Trovato nuovo grafico (per litio NMC):


http://www.altenergymag.com/emagazine/2012/04/a-comparison-of-lead-acid-to-lithium-ion-in-stationary-storage-applications/1884

 

Aggiornamento 2016:

Trovato grafico per LiFePO4:

batterie-lifepo4-temperatura

 

Andando a sovrapporre i grafici di LiCoO2 e LiFePO4:

batterie-lico-life-temp

Il grafico dice che sotto zero le batterie LiCoO2 sono pressochè inutilizzabili su un mezzo elettrico: a 1C (linea nera continua) hanno capacità praticamente nulla (non ci sono dati, ma la linea continua che ne rappresenta l’ideale continuazione è molto chiara), e anche a C/2 non si va oltre il 30%. Alla stessa temperatura di -5C le LiFePO4 dannò, sì, uno scarso rendimento… ma comunque mantengono un 40-50% della capacità, con poca differenza tra 1C e C/2.