Laddningsbeteende, hur gör ni?

[Elof]

Jag förstår inte varför våra bilar är programmerade att värma sina batterier till rumstemperatur med sin egen energi så fort man kör iväg. Tillverkarna har naturligtvis koll, så det är rimligtvis en bra strategi, men varför? Med mina (högst begränsade) kunskaper kan jag mest komma på anledningar att inte värma batterierna.

Jag tror du har en lite felaktig bild av hur batterierna värms.

Står man ute i kylan där batteriet behöver värmas värms det till runt 6-7 grader om man planerar avresa och åker på utsatt tid.
Det värms inte till 20C.

När man sedan kör värms batteriet med
överskottsvärme från motorer och det genererar även egen värme av användningen. I vissa fall använder bilen en av motorerna till att generera extra värme för batteriet. Det värms då till runt 17 grader sedan tar värmepumpen värmen
För att Värma kupen och då sjunker batteriets temp till ca 10 grader innan det stiger mot 17 grader igen.

Har man stått i värme eller laddat batteriet börjar bilen suga it värmen med värmepumpen för att värma kupen till batteriet är cirka 10 grader, enligt ovan.

Förra vintern när värmepumpen var ny sög värmepumpen ut värmen ur batteriet ned åt 5 grader vilket gjorde att batteriet blev dåligt på att leverera ström speciellt vid låg SOC= låg effekt. Det är fixat sedan ett år
med ny mjukvara.

Bra input, som vanligt!
Jag får ändå inte riktigt ihop effektivitetsekvationen. Att utnyttja spillvärme från motorer och drivdon och uppvärmning från inre resistens är givet, men att värma batteriet för att sedan ta värmen (dock via värmepump) för att värma kupén, är det verkligen effektivt? Det finns ju andra fördelar med varmt batteri, som möjlighet till högre effektuttag och fungerande regen, så det kanske är värt lite förluster. Gamla S hade väl ett sparläge där batterivärmen kopplades ur? Eller är det helt enkelt nyttigt för livslängden att som batteri jobba vid bekväma temperaturer?

[Dinsdale]

LFP-batterier (model 3 SR+/RWD): man behöver ladda upp till 100% då och då även om man egentligen hade klarat sig på säg 50%. Givet att LFP är mindre känsliga mot stora cykler, hade det funnits en poäng att bara koppla in en gång i veckan (och då laddat kanske 30%-100%) istället för att koppla in hela tiden med konstanta småladdningar på 10-15%? Eller är det även med LFP så att man förlorar mer på en stor cykel än många små, så att man trots den höga soc ändå bör plugga in närmast konstant?

Som jag skrev innan, jag har inte läst jättemycket om LFP.

LFP är betydligt mindre känsliga för stora cykler, så de håller flera tusen fulla cykler.

Det är ett smart drag att använda LFP på bilar som har litet batteri då cyklerna blir större iom det.

Jag har inte koll på hur BMS håller greppet om man tex laddar en gång i veckan och då laddar fullt. Det borde innebära lite mindre total degradering eftersom man kommer ha ett lägre snitt-SOC.
Om BMS bara inte tappar ”greppet” om
SOC så att man riskerar att bli ståendes med slut ström så fungerar det säkert.

Tack för intressant svar, som alltid.

Jag hade inte tillgång till laddare första halvåret, batteriet var under denna tid bara laddat till 100% två-tre gånger. Dagen före uthämtning (så bilen fick sova med 100% laddning) och därefter bara nån enstaka gång (att enbart ladda på publika laddare gör ju att det går åt nån procent till hemresan, beroende på avstånd till laddaren). Bilen sov oftast med soc mellan 75 och 95%, laddning skedde sporadiskt. Inför långresor såg jag till att ladda till 100% dagen före, vilket då även innebar att bilen sov med nära nog 100% precis innan batteriets fulla kapacitet faktiskt behövdes. Jag märkte ingen som helst felaktig visning av räckvidd eller liknande, men hur märker man det egentligen? Att pocenten(sic) helt plötsligt hoppar från 10% till 0% under körning? Eller att räckviddsmätaren helt plötsligt visar mycket kortare värden på morgonen efter att bilen sovit under natten?

[mati]

Laddning= lithiumbatterier förstörs av att laddas i minusgrader. Därav ingen regen när batteriet är för kallt.
….

Tack för förklaringen. Men gäller ovanstående alltid? Hur är det med bilar som saknar batterivärmare? De laddas ju såklart i minusgrader också, och de går ju uppenbarligen inte direkt sönder av det. Eller är NMC-celler mindre känsliga för minusgrader?
Alla icke-Teslor jag har eller har haft (e-Golf, e-tron och nu Ioniq 5), alla med NMC-kemi, visar ingen större påverkan i minusgrader när det kommer till regenerering. En viss minskning finns där, men ingenting man märker. I motsats till Tesla där regenereringen är helt obefintlig när man startar med kallt batteri.
E-Golf och Ioniq 5 värmer inte ens batteriet och det funkar ändå hur bra som helst. Det är väl i så fall snabbladdning som inte funkar så bra. Men det var kanske det du menade?

[AAKEE]

Laddning= lithiumbatterier förstörs av att laddas i minusgrader. Därav ingen regen när batteriet är för kallt.
….

Tack för förklaringen. Men gäller ovanstående alltid? Hur är det med bilar som saknar batterivärmare? De laddas ju såklart i minusgrader också, och de går ju uppenbarligen inte direkt sönder av det. Eller är NMC-celler mindre känsliga för minusgrader?

Jag ser att jag uttryckte det dåligt. Det jag skrev går misstolka.

Lithiumbatterier tål inte att laddas om batteritemperaturen är under 0 grader.
Ytterluftstempersturen påverkar såklart inte detta.
Detta gäller alla lithiumbatterier, i vart fall alla vanliga batterityper. Lithiumjonerna kan inte röra sig tillräckligt fort så det bildas lithium plating.

Det här är från Battery universety.com.
De har en del felaktigheter i sin information så jag brukar inte hänvisa till dem. Här är texten hyffsat okey, dock går det snabbladda i högre temp. Tesla förvärmer till 50 grader och man har ofta 58 grader när man är klar, bortse från att de skriver 45C.

Lithium Ion: Li-ion can be fast charged from 5°C to 45°C (41 to 113°F). Below 5°C, the charge current should be reduced, and no charging is permitted at freezing temperatures because of the reduced diffusion rates on the anode. During charge, the internal cell resistance causes a slight temperature rise that compensates for some of the cold. The internal resistance of all batteries rises when cold, prolonging charge times noticeably. This also affects discharge performance noticeably with Li-ion.

Many battery users are unaware that consumer-grade lithium-ion batteries cannot be charged below 0°C (32°F). Although the pack appears to be charging normally, plating of metallic lithium occurs on the anode during a sub-freezing charge that leads to a permanent degradation in performance and safety. Batteries with lithium plating are more vulnerable to failure if exposed to vibration or other stressful conditions. Advanced chargers (Cadex) prevent charging Li-ion below freezing.

Jag har inte koll på hur andra tillverkare löser det. Är vi helt säkra på att det saknas möjlighet att värma vid laddning?
Jag har svårt att tro att de inte kan värma vid laddning för att få upp batteritempen på plussidan.
[Edit]Nissan Leaf har värmare för batteriet, för att kunna värma innan laddning om batteriet är minusgrader.

Här är ett exempel på lithiumbatterier som ”kan laddas i minusgrader”. I verkligheten kan de inte det, utan man har implementerat batterivärme.
https://relionbattery.com/blog/lithium- ... ld-weather

[Tellus]

Kan det bero på att andra har mer kobolt i batterierna?

[MWall]

Laddning= lithiumbatterier förstörs av att laddas i minusgrader. Därav ingen regen när batteriet är för kallt.
….

Tack för förklaringen. Men gäller ovanstående alltid? Hur är det med bilar som saknar batterivärmare? De laddas ju såklart i minusgrader också, och de går ju uppenbarligen inte direkt sönder av det. Eller är NMC-celler mindre känsliga för minusgrader?
Alla icke-Teslor jag har eller har haft (e-Golf, e-tron och nu Ioniq 5), alla med NMC-kemi, visar ingen större påverkan i minusgrader när det kommer till regenerering. En viss minskning finns där, men ingenting man märker. I motsats till Tesla där regenereringen är helt obefintlig när man startar med kallt batteri.
E-Golf och Ioniq 5 värmer inte ens batteriet och det funkar ändå hur bra som helst. Det är väl i så fall snabbladdning som inte funkar så bra. Men det var kanske det du menade?

I3:an simulerar regen med bromsarna om batteriet är kallt.

[martinot]

Kan det bero på att andra har mer kobolt i batterierna?

Nu är jag ingen expert som Åke, men jag har lärt mig att det gäller precis alla lithium-jon-batterier (LiFePO4) i alla fall. Spelar ingen roll om de sitter i en bil, mobil eller batteri för ett elektriskt handverktyg, så skall de aldrig någonsin laddas när cellerna är kallare än noll grader (oftast brukar elektronik/firmware förhindra detta).

https://dcbattery.tech/charging_your_li ... elow_zero/

[AAKEE]

Jag hade inte tillgång till laddare första halvåret, batteriet var under denna tid bara laddat till 100% två-tre gånger. Dagen före uthämtning (så bilen fick sova med 100% laddning) och därefter bara nån enstaka gång (att enbart ladda på publika laddare gör ju att det går åt nån procent till hemresan, beroende på avstånd till laddaren). Bilen sov oftast med soc mellan 75 och 95%, laddning skedde sporadiskt. Inför långresor såg jag till att ladda till 100% dagen före, vilket då även innebar att bilen sov med nära nog 100% precis innan batteriets fulla kapacitet faktiskt behövdes. Jag märkte ingen som helst felaktig visning av räckvidd eller liknande, men hur märker man det egentligen? Att pocenten(sic) helt plötsligt hoppar från 10% till 0% under körning? Eller att räckviddsmätaren helt plötsligt visar mycket kortare värden på morgonen efter att bilen sovit under natten?

Har du en LFP( SR+ 2021 eller nyare) ?

Det problem som kan uppstå är att bilen tror att den har högre SOC än den har, och plötsligt tar strömmen slut.

Generellt hoppar inte SOC under körning.
BMS mäter ”sann SOC” när bilen vilar och batteriet är frånkopplat.
När man kör kan BMS inte avgöra SOC speciellt bra på spänningen då den varierar (sjunker) med effektuttaget.
BMS använder den ”kända” SOC bilen har och räknar bort förbrukade kilowatt, vilket den räknar om till procent att dra av.
Det kan man se, det är inte ovanligt att man efter en lite längre körning har tex 43% när man parkerar men efter någon timme har man 45%( eller tvärtom).
Batteriet fylls inte på, det innehåller inte mer eller mindre energi men BMS justerar SOC-visningen efter att ha mätt upp vilospänningen.

Med LFP är batterispänningen mycket flack mellan kanske 20% till 85%. (Jag är inte LFP-expert så värdena är exempel).
Med så flack spänningskurva har BMS svårt att hålla exakt koll på SOC, jag bedömer att det blir extra svårt om man alltid har Sentry på så att bilen inte får sova på riktigt.
Det är bara när bilen sover på riktigt som batteriet kopplas ut och återhämtar sin vilospänning, och BMS får korrekt data.

[AAKEE]

Kan det bero på att andra har mer kobolt i batterierna?

Nu är jag ingen expert som Åke, men jag har lärt mig att det gäller precis alla lithium-jon-batterier (LiFePO4) i alla fall. Spelar ingen roll om de sitter i en bil, mobil eller batteri för ett elektriskt handverktyg, så skall de aldrig någonsin laddas vid minusgrader.

Exakt. ( jag är ingen expert, men har tjyvläst på lite extra )

LiFePo4 = LFP. (”Lithium-järn-jon”)

Lithiumjonbatterier är alla med lithium, inklusive NCA, NMC, LMO etc.

Klassiska lihthiumbatterier har mycket kobolt men det hjälper inte, ”förbudet” mot att ladda i minusgrader uppfanns redan på den tiden.
Lithiumjonerna kan inte röra sig tillräckligt fort, och det bildas klumpar sv lithium( lithium plating).
Det är förövrigt samma fenomen som gör snabbladdning dåligt. Förvärmning av batteriet gör lithiumjonerna mer rörliga och därför är snabbladdning vid högre temp betydligt mindre dåligt. För moderna Teslor kan man närapå försumma slitaget. Att ha batteriet ståendes med hög SOC sliter mycket mer.

[AAKEE]

Då vore det vänligt om du vill förklara vad det är vi ser.

Jag kliver in i JM ställe. Han har såklart helt rätt!

Om du tittar på grafer a för medium SOC och high SOC, ser du att batterierna degraderas mindre om de cyklas vid 25 grader istället för 10 och 40 grader.
För maximal livslängd när det kommer till cykler är alltså runt rumstemperatur bäst.

För låg SOC, där min bil oftast går, är temperaturen av mindre betydelse. I just detta test verkar 10 grader vara bättre än 25. I andra tester följs de ofta åt, dvs 10 eller 25C spelar ingen roll.

Det här är också ett (litet) incitament för att köra med låg SOC, dock är cyclic aging så liten del för de flesta att man kan försumma de effekterna.
(5% på 500 cykler = 20.000 mil, dvs 5/20= 0.25% cyclic aging per 1000 mil)