EV-Ηλεκτρικά αυτοκίνητα: "μικρά μυστικά" της φόρτισης των μπαταριών, που μπορεί να σας κοστίσουν ακριβά!

 Προσοχή, το FB έχει μειώσει τη διάδοση της σελίδας Greeklignite και δεν θα σας εμφανίσει σχετική ειδοποίηση. Επισκεφθείτε το ιστολόγιο!

Attention, FB is limiting Greeklignite page reach. Visit the blog!

Η Ελλάδα σήμερα δεν είναι χώρα μαζικής κατασκευής αυτοκινήτων, παρόλο που μέχρι λίγο πριν το τέλος του 20ού αιώνα είχαμε το απίθανο PONY της Citroen και γραμμές συναρμολόγησης των Nissan, Opel, Mazda, Daihatsu, Fiat, Lada, Renault. Αντί οι κυβερνήσεις να προωθήσουν την Ελληνική βιομηχανία, προωθούν τις εισαγωγές κι ο καθένας μπορεί να κάνει διάφορες σκέψεις για τους λόγους που γίνεται αυτό. 

Τώρα η κυβέρνηση της ΝΔ ετοιμάζεται να δώσει κίνητρα για την απόκτηση ηλεκτρικού αυτοκινήτου κι όπως έχω ξαναγράψει, θα είναι άλλη μια καθαρά ταξική κίνηση, που θα ευνοήσει τους "έχοντες και κατέχοντες" σε βάρος των μισθωτών και των μεροκαματιάρηδων. Ο λόγος είναι πολύ απλός: η διαδικασία της φόρτισης των μπαταριών, που δεν έχει την παραμικρή σχέση με τον ανεφοδιασμό ενός οχήματος με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Ο κάτοικος μιας μονοκατοικίας στην Εκάλη ή στο Ψυχικό ή στο Πανόραμα είναι πολύ πιο εύκολο να προσαρμόσει την ηλεκτρολογική του εγκατάσταση για να φορτίζει τις μπαταρίες του νέου του ηλεκτρικού καλουδιού. Αντίθετα, ο κάτοικος μιας πολυκατοικίας στο Βύρωνα, στη Νίκαια, στην Τούμπα ψάχνει σήμερα αγωνιωδώς στα γύρω τετράγωνα για μια θέση παρκαρίσματος, ούτε κουβέντα για να βρει θέση φόρτισης, απ' αυτές που έτσι κι αλλιώς δεν υπάρχουν. Μοιραία, αν βρει, θα κοιτάξει να κάνει έναν ταχύ κύκλο φόρτισης, για να αναζητήσει θέση παρκαρίσματος και να μπορούν να φορτίσουν κι άλλοι.

Αλλά τι συμβαίνει στις μπαταρίες με τον ταχύ κύκλο φόρτισης; Μας το εξηγεί μια ερευνητική εργασία που έγινε στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και δημοσιεύτηκε το Φεβρουάριο 2020 στο Energy Storage. Η εργασία έχει τίτλο "Adaptive fast charging methodology for commercial Li-ion batteries based on the internal resistance spectrum" και βασίστηκε σε τυποποιημένες NCR 18650B μπαταρίες της Panasonic, χωρητικότητας 3200 mAh και βάρους 48,5 g, απ' αυτές που χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Η τυπική τους τάση είναι 3,6V, οι διαστάσεις  τους είναι διάμετρος 18mm - ύψος 65mm και μπαίνουν σε συστοιχίες. Το ηλεκτρόδιο καθόδου είναι NCA (Λίθιο-Νικέλιο-Κοβάλτιο-Αργίλιο) και το ηλεκτρόδιο ανόδου από γραφίτη.

Στην πειραματική διαδικασία οι μπαταρίες χωρίστηκαν σε δυο ομάδες και η μία ομάδα υποβλήθηκε στη συνήθη βιομηχανική ταχεία επαναφόρτιση ενώ η άλλη σε επαναφόρτιση με βάση την εσωτερική αντίσταση, υπό τις ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης (23ο C, 101325 Pa). Όλες οι μπαταρίες αρχικά αποφορτίστηκαν στα 2,5V.

Στη βιομηχανική ταχεία φόρτιση οι μπαταρίες φορτίστηκαν με ένταση ρεύματος 6,4Α μέχρι να φτάσουν το 60% της φόρτισης, η φόρτιση σταμάτησε για 5 λεπτά και συνεχίστηκε με ρεύμα 1,6Α μέχρι η τάση να φτάσει τα 4,2V. Η φόρτιση συνεχίστηκε για 30 λεπτά με σταθερή τάση στα 4,2V και συνεχώς μειούμενη ένταση ρεύματος, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί το φαινόμενο πόλωσης στις μπαταρίες. (Αν κάτι δεν έχω αποδώσει σωστά στα Ελληνικά, ανατρέξτε στο πρωτότυπο κείμενο).

Στην ταχεία φόρτιση με βάση την εσωτερική αντίσταση οι μπαταρίες φορτίστηκαν με ένταση ρεύματος 3,2Α μέχρι ...
η εσωτερική αντίσταση να πέσει στα 0.054 Ohm ((1280 mAh). Στη συνέχεια η φόρτιση σταμάτησε για 5 λεπτά και συνεχίστηκε με ρεύμα 6,4Α μέχρι η τάση να φτάσει τα 4,2V. Ακολούθως η φόρτιση συνεχίστηκε με ρεύμα έντασης 1,6Α για ακόμα 30 λεπτά υπό σταθερή τάση 4,2V, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί το φαινόμενο πόλωσης στις μπαταρίες. (Αν κάτι δεν έχω αποδώσει σωστά στα Ελληνικά, ανατρέξτε στο πρωτότυπο κείμενο). 

Οι αναρτήσεις μας δημοσιεύονται στο greeklignite.blogspot.gr και αναδημοσιεύονται στο Facebook. Οδηγίες ρύθμισης για τις "Προτιμήσεις Ενημερώσεων" στο Facebook θα βρείτε εδώ. 

Ποια ήταν τα αποτελέσματα; "Batteries that were cycled under industry based fast charging showed 78% increase in internal resistance after 120 cycles along with rapid capacity fading. Mechanical distortion of the battery case occurred around the 60th cycle for industry based fast charging. In contrast, IR based fast charged batteries showed 29.4% increase in internal resistance over 120 cycles. In addition, mechanical distortion was not observed and the relative capacity fading was on a moderate level. -Οι μπαταρίες που επαναφορτίστηκαν με την υπάρχουσα βιομηχανική ταχεία φόρτιση εμφάνισαν 78% αύξηση στην εσωτερική αντίσταση μετά από 120 κύκλους φόρτισης, μαζί με ταχεία εξασθένιση της χωρητικότητας. Γύρω στον 60ο κύκλο ταχείας επαναφόρτισης σημειώθηκε μηχανική παραμόρφωση της θήκης της μπαταρίας. Αντίθετα, οι μπαταρίες που υποβλήθηκαν σε ταχεία φόρτιση με βάση την εσωτερική αντίσταση έδειξαν 29,4% αύξηση της εσωτερικής αντίστασης σε 120 κύκλους φόρτισης. Επιπλέον, δεν παρατηρήθηκε μηχανική παραμόρφωση και η σχετική εξασθένιση της χωρητικότητας ήταν σε μέτριο επίπεδο."

Με άλλα λόγια, η διαδικασία φόρτισης παίζει ρόλο στη διάρκεια ζωής των μπαταριών κι επειδή στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα δεν αλλάζουμε μπαταρίες, αλλά ολόκληρο το αυτοκίνητο, η διαδικασία φόρτισης παίζει ρόλο στη διάρκεια ζωής του αυτοκινήτου. Ξεχάστε τα τωρινά αυτοκίνητα, που με κινητήρα εσωτερικής καύσης αντέχουν για 20-30 χρόνια και τα βλέπετε να κυκλοφορούν στους δρόμους. Με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα κάθε το πολύ 10 χρόνια, ή πιθανά και λιγότερο, θα πρέπει ν' αλλάξετε αυτοκίνητο! Ή να συμβιβαστείτε με μειωμένη απόδοση μπαταριών. Και προσέξτε και το "μηχανική παραμόρφωση", όπως φαίνεται στις εικόνες που υπάρχουν στην εργασία το εξωτερικό περίβλημα της μπαταρίας σχίστηκε, με όλα τα προβλήματα ασφαλείας που συνοδεύουν το σχίσιμο του περιβλήματος: οι "όμορφες" μπαταρίες λιθίου "όμορφα" καίγονται! 

Όπως έχω ξαναγράψει, ανώριμες τεχνολογίες έχουν βγει στη αγορά για χρηματοδότηση της εξέλιξης, κι "όποιος τσιμπήσει τσίμπησε". Αν δεν "τσιμπήσετε", υπάρχουν πάντα απάτριδες πολιτικοί πρόθυμοι να σας πείσουν. Κι επίσης, ακόμα δεν υπάρχει διαδικασία ανακύκλωσης των μπαταριών λιθίου, οι οποίες, εκτός των άλλων, μπορεί όλες να λέγονται "λιθίου", αλλά έχουν διαφορετική χημική σύσταση κι αυτό δυσκολεύει την επεξεργασία για ανακύκλωση. Τι το αειφόρο έχει όλο αυτό; Μόνο την αειφόρα ροή χρημάτων απ' τις αποικίες προς τις μητροπόλεις/έδρες των εταιρειών κατασκευής αυτοκινήτων. Ετοιμαστείτε λοιπόν να ξηλωθείτε, η Γερμανία έχει έξοδα ...

 

Για αναδημοσίευση, πρέπει να φαίνεται υποχρεωτικά ολόκληρο το κείμενο "Πηγή: greeklignite.blogspot.gr".