V4 laddare och 800v

[Gunnergard1337]

Bytte vår model Y mot en polestar3 för ett drygt år sedan men håller fast vid teslas laddnätverk så ofta jag kan för att i unika fall komma över 200kw och i generella fallet att det alltid funkar att ladda på SuC och att stationerna finns på rätt platser

nu är det dock dags att byta till en ny polestar 3 och då kommer den med 800volt (och max ladd-effekt 350kw).

jag har förstått att man kan få hög laddeffekt (i alla fall 250kW) även med 800v arkitektur på vissa v4-laddare, men hur ser en lekman skillnad på en v4-station som kan funka bra, och en som inte stöder 800v fullt ut.

Kan någon göra mig visare här kanske?

[mikebike]

Bytte vår model Y mot en polestar3 för ett drygt år sedan men håller fast vid teslas laddnätverk så ofta jag kan för att i unika fall komma över 200kw och i generella fallet att det alltid funkar att ladda på SuC och att stationerna finns på rätt platser

nu är det dock dags att byta till en ny polestar 3 och då kommer den med 800volt (och max ladd-effekt 350kw).

jag har förstått att man kan få hög laddeffekt (i alla fall 250kW) även med 800v arkitektur på vissa v4-laddare, men hur ser en lekman skillnad på en v4-station som kan funka bra, och en som inte stöder 800v fullt ut.

Kan någon göra mig visare här kanske?

Mig veterligt stöder inga V4 i Europa 800V, så max 200 kW för andra bilar än Tesla.
Hur fort en Polestar 3 kan ladda på SuC beror på hur kraftig DC/DC-omvandlaren i bilen är.

[Gunnergard1337]

okej,

fick för mig att det berodde på kraftskåpens generation, men det kanske är en kombination då?

det krävs nya skåp OCH mjukvara för att stödja ett fordon med 800v

[mikebike]

okej,

fick för mig att det berodde på kraftskåpens generation, men det kanske är en kombination då?

det krävs nya skåp OCH mjukvara för att stödja ett fordon med 800v

Våra V4 är egentligen V3.5 -De kan säkert uppgraderas till 800V, men så länge Tesla inte säljer några 800V bilar i Europa verkar de inte göra det.

[AAKEE]

V3/V4 med V3 kabinett kan ge 500V enligt märkningen på dem.


Råkar man ha en bil med mer än 400V så kommer man kunna komma lite över 200kW, 250 kW teoretiskt (500V x 500A)

Tesla begränsar inte strömmen till 500A, man får ut 700A temporärt i vart fall för Teslor.
Så teoretisk ännu mer om bilen hade kunnat ta mer än 500A (CCS-standarden har 500A, men jag får ut 570A på vissa 400kW-laddare med min S.)

[Autonom]

400V opch 800V är vad man närmast kan beteckna som handelsnamn, egentligen så är det 200V (150V) .. 500V resp 200V (150V) .. 1000V (920V), så teoretiskt max inom spec är 250 resp 500 kW.

Men Tesla och några till tillåter högre ström än standard, 700A verkar vara maxgränsen i Teslas fall där man också övervakar temperaturen på laddhandtaget vilket då i praktiken styr maxströmmen. (Någon i Kalifornien upptäckte att man kunde få högre ström genom att fylla en plastpåse med vatten och hänga över laddhandtaget, med resultat att man fick en del brända kontaktdon innan Tesla sa till att sluta med det där.)

Sedan är laddkurvan för batterierna begränsad till något som är (för min Highland, H5LD) väldigt nära proportionellt mot 120*(140%-SoC)^2. Jag antar att Teslas laddkurvebegränsning är något som forskargruppen runt Jeff Dahn kommit fram till. Så, att höja maxeffekten genom att gå över till 800V köper inte så mycket snabbare laddning i praktiken, om man begränsar laddkurvan på det sätt som Tesla, av tillförlitlighetsskäl, valt att göra.

Edit: Nedanstående var fel, läs kommentarerna nedan

Speciellt om man vill undvika att gå för lågt på batteriet, 15% till 60% ser bäst ut för batteriet:
https://teslamotorsclub.com/tmc/threads ... st-3681160

SoC degrading.png

[AAKEE]

Speciellt om man vill undvika att gå för lågt på batteriet, 15% till 60% ser bäst ut för batteriet:
https://teslamotorsclub.com/tmc/threads ... st-3681160

SoC degrading.png

Den charten är totalt fel. Användaren ”Zoomit” på teslamotorsclub har ritat den själv utan att veta så mycket. En som kallade sig EV_Exp påstod att den behöver justeras vilket zoomit gjorde, så det finns två versioner vilka alla är kassa.
Jag har kontakt med Zoomit på TMC och han har beskrivit hur lite han visste och att han försökte rita efter det som sas på forumen.

Sitter i en taxi, återkommer med länk till mer info.

Här är en korrekt bild där man testat deta här, så detta är fakta. Det finns flera hundratals tester som alla visar väldigt lika.

IMG_1548.jpeg

[AAKEE]

Zoomits bild korrigerad.

IMG_8869.jpeg

[Autonom]

Tack.

Det uppstår dock dåliga effekter när cellen kommer väldigt lågt i SoC, men det behöver kanske vara mycket lägre än så, och då kanske ligger under gränsen för Teslas normala buffer (under "0%").

Sedan visar kurvorna bara obelastade fall. Om man belastar en cell med låg laddning så för du större ökar stressen (både elektriska fält och punktformig uppvärmning inne i cellerna), och det är därför batterier degraderas snabbare om de inte är korrekt balanserade.

[AAKEE]

Det uppstår dock dåliga effekter när cellen kommer väldigt lågt i SoC, men det behöver kanske vara mycket lägre än så, och då kanske ligger under gränsen för Teslas normala buffer (under "0%").

Nej, dåliga effekter uppstår när man går utanför det område som cellen gjord för att cyklas i.
Det kallas overdischarge. Det går inte göra med en Tesla.

En battericell har 0% som ”stop discharge” (normalt 2.5V för Li ion.
100% är 4.200V och där cellen ska sluta laddas.

Tesla använder 4.5% buffert under 0% (den är åtkomlig, dvs egentligen ”användbar”).

Om man kör slut batteriet så att bilen stannar stängs batteriet ned, detta sker vid den riktiga 0% så det är safe för batteriet.

Det nedan är urläst ur min tidigare M3P, och det som syns som min battery voltage (241V) är minspänningen som BMS tillåter att batteriet når, det är äkta 0%. 2,51V/cell.

IMG_1269.jpeg

För att ett batteri ska skadas måste man gå märkbart under minspänningen, dvs överurladda märkbart (jag kan posta bilder på det också, lite överurladdning gör ingen kris eftersom tillverkaren valt minspänning dvs 0% på en säker nivå.)

Man måste skilja på cyclisk degradering och calendar aging. Bilden nedan, LG M50 NMCA, snarlik de i LG-batterierna. Lämna batteriet med 0% så degraderas det minst. (Det finns som sagt massvis med forskning på detta och resultatet är solitt. (Jag har själv kört panasonic 2170 i två batcher, totalt 30 celler med 0,20,55 80 och 100% i två år)

IMG_9728.jpeg

Sedan visar kurvorna bara obelastade fall. Om man belastar en cell med låg laddning så för du större ökar stressen (både elektriska fält och punktformig uppvärmning inne i cellerna), och det är därför batterier degraderas snabbare om de inte är korrekt balanserade.

Vi pratar bara degradering i cyklisk eller calendar aging.

Här är faktiska Tesla model 3 celler cyklade i olika SOC.
Tesla visar 0% vid 4.5% SOC i energi i batteriet och all forskning använder SOC i procent av Ampheretimmar (Couloumbic SOC). Eftersom spänningen är låg vid låg SOC blir varje procent couloumbic SOC mindre värd än en procent energic SOC.

5-15% i bilden här motsvarar under 0% - under 10% på bilens skärm.
Den ”sämsta kurvan” har väldigt låg degradering i verkligheten även om det ser dåligt ut.

Batteriet tappar 17.5% på 3000 FCE, vilket motsvarar 30.000 såna 10% cykler de testat
(10% cykler blir ~ 1500 mil per år om man använder 10% varje dag.)

30.000 cykler räcker till en om dagen i 82 år med bara 17.5% cyclisk degradering
.
Så om man tycker det sliter hårt på batteriet…

IMG_5171.jpeg

Kör man ett Panasonic NCR18650 (model S-cell) 100% till riktiga 0% så tappar det ~25% på 750-800 cykler.

800 cykler 100-0% blir ~ 800 x 450km =36.000 mil, och då har man kört ned batteriet tills bilen stannar varje gång.

[AAKEE]

Bild till slutet på förra inlägget:

IMG_4996.jpeg

[AAKEE]

Här testades en celltyp för öcerurladdning.

Just denna celltyp hade 2.7V som 0% / lägsta spänning.
Bilden visar urladdning till 2.7V (0%), 1.5V som är ordentligt överurladdat och två tester där man kört cellen till helt död resp polvänt cellen.

Vi ser att N cycles inte påverkas speciellt mycket av att överurladdas till 1.5V? Men går man för långt dör cellen.

Teslas BMS skyddar oss/bilen från att kunna orsaka överurladdning.

IMG_6952.jpeg

[AAKEE]

Zoomits bild visade ju att 100% skulle vara extremt dåligt för batteriet.


Jämför 80% och 100% i LG-bilden i det tidigare inlägget. Var uppstår högsta degraderingen?
(Svar 80%)

Här har man testat celler tagna från en nästan ny model S (~2018).

-Hur dåligt är 100% jämfört med 80%?
-Var sker högsta degraderingen?
-Var sker lägsta degraderingen?

IMG_2969.jpeg

Här har man testat 2170 celler med NCA-kemi:

IMG_5959.jpeg

[Autonom]

Så, om man tittar på kurvorna ovan så ser det ut som att för att vara maximalt snälla mot cellerna så bör de köras i området 35% - 55% (eller 20% - 60%) för att minimera slitaget per cykel, och låta den ligga på max 20% när den står still.

Dock, jag har dock en stark misstanke att man ibland måste upp till 100% SoC, och låta den ligga där något dygn, med en viss regelbundenhet för att balanseringen ska bli optimal. Eftersom det går ren kemiskt mycket snabbare att få ett homogent laddningtillstånd, jämvikt, inne i cellerna när man ligger nära 4,2V eftersom det gör det lättare/snabbare att övervinna minneseffekter (mekanisk inlåsta joner). Och BMS får en betydligt lättare uppgift i extremänden.

Hur ofta ibland är är en annan sak, men jag kan ju observera att balanseringen tar längre tid ju längre sedan man var uppe på högt SoC senast. Eftersom du har en slumpmässig spridning i cellernas kemi beroende på produktionsvariationer så får du en viss liten spridning i elektriska parametrar (som spänning, resistans och verkningsgrad) så är det förväntat att BMS behöver jobba med balansering hela tiden, och att beteendet har individuella variationer så alla batteripackar är inte riktigt lika.

Tänker jag rätt?

[AAKEE]

Så, om man tittar på kurvorna ovan så ser det ut som att för att vara maximalt snälla mot cellerna så bör de köras i området 35% - 55% (eller 20% - 60%) för att minimera slitaget per cykel, och låta den ligga på max 20% när den står still.

Det är korrekt, men med följande två anmärkningar:

- Cyclic aging är i snitt ~ 0.5% per år för normalbilisten, dvs 2% på fyra år. Samtidigt tappar batteriet 10-12% på Calendar aging. Man ska alltså minimera calendar aging* om
Man ska göra någon större skillnad - som tur är, blir även cyclic aging lägre när man minimerar calendar aging.

- Den SOC du ser i forskningen är Couloumbic SOC, dvs mäts i amperetimmar.
Bilen visar SOC i energi vilket skapar en offset mot bilens visade SOC. Det gör även buffern på nästan 5%. När du ser att 30-55% i en forskningsgraf verkar optimalt så motsvarar det ungefär 20-50% på bilens display.

Dock, jag har dock en stark misstanke att man ibland måste upp till 100% SoC, och låta den ligga där något dygn, med en viss regelbundenhet för att balanseringen ska bli optimal. Eftersom det går ren kemiskt mycket snabbare att få ett homogent laddningtillstånd, jämvikt, inne i cellerna när man ligger nära 4,2V eftersom det gör det lättare/snabbare att övervinna minneseffekter (mekanisk inlåsta joner). Och BMS får en betydligt lättare uppgift i extremänden.

1) Lithium-ionbatterier har ingen minneseffekt, alls. (Det kan finnas en liten effekt som liknar minneseffekt för LFP, i vissa speciella fall, men inte för vanliga lithiumion).

2) Tesla håller koll på varje ”bricks” kapacitet (dvs en bunch seriekopplade celler). Det innebär att man kan balansera batteriet vid låg SOC så att det har bra balans i topp. Man justerar den inbördes balansen så att cellerna möts bra vid den SOC man önskar. Jag kör ofta långt, så det blir sällan mer än en månad mellan fulla laddningar. Dock fick jag ihop två med min M3P 2021 under corona och imbalansen var fortfarande 4mV vid 50-55% och vid första 100% laddningen efter så såg det ut precis som vanligt.
Min S har inte fått mer än ~ 1 månad mellan fulla laddningar men efter en månad är imbalansen 2mV asap när bilen når 80%.

Förövrigt har resistorerna så högt motstånd att strömmen blir ~ 0.1A. Då tar det ungefär ett dygn att justera 1% (~240Ah, så 2400h för 240Ah och 24h för 2.4Ah, dvs 1%.) 1% motsvarar ungefär 10mV cellspänning.
Vill man åstadkomma en 10mV justering måste man alltså balansera cellen i 24h.

Hur ofta ibland är är en annan sak, men jag kan ju observera att balanseringen tar längre tid ju längre sedan man var uppe på högt SoC senast. Eftersom du har en slumpmässig spridning i cellernas kemi beroende på produktionsvariationer så får du en viss liten spridning i elektriska parametrar (som spänning, resistans och verkningsgrad) så är det förväntat att BMS behöver jobba med balansering hela tiden, och att beteendet har individuella variationer så alla batteripackar är inte riktigt lika.

Du ser inte balanseringen när du laddar. Teslas balansering är så långsam att den inte kan nyttjas vid tex supercharging. Vore tråkigt att behöva sitta 24 timmar efter att Superchargingen var klar.

3) När man balanserar behöver man inte 4.2V. Det finns inte heller några mekaniska i låsta ioner.
Historiskt skötte man bara cellbalansering vid 4.2V. Men med en BMS som kan hålla koll kan man justera spänningen i en cell som ligger för högt för att det ska stämma vid hög SOC.

En cell med mindre kapacitet kommer ha en spänning som stiger fortare vid laddning än de större cellerna och sjunker fortare vid urladdning. Man kan justera de relativa spänningarna vid tex 50% så att de matchar bra vid 100%.
Som det verkar siktar Tesla på lägsta imbalams runt 80% SOC.

*) Calendar aging är lägst vid väldigt låg SOC, men det är tämligen opraktiskt att alltid ha 0%.
Det är dock så att det finns en relativt skarp gräns där man i princip halverar degraderingen om man ligger på eller under gränsen.

Man kan lätt se att 60% och lägre är svsevärt bättre än 80%. Ungefär halverad degradering om man laddar till max 60%. När man kört bilen och den ska övernatta kan den stå på ”end of day SOC, vilket mindkar calendar aging.

IMG_9728.jpeg

Kom ihåg att SOC är amperevis SOC/couloumbic SOC, och att bufferten offsettar det värde vi läser på skärmen.

För en Y/3 LR/P från 2022 och nyare blir det enligt bilden ovan: 60% couloumbic är omkring 55% Energy SOC. Vi ska alltså mindka tiden med SOC över 55%.

För en Tesla med Panasonic NCA är 55% i graferna ~ 50% Energy SOC. Så 50% eller mindre då.

[AAKEE]

. Eftersom du har en slumpmässig spridning i cellernas kemi beroende på produktionsvariationer så får du en viss liten spridning i elektriska parametrar (som spänning, resistans och verkningsgrad) så är det förväntat att BMS behöver jobba med balansering hela tiden, och att beteendet har individuella variationer så alla batteripackar är inte riktigt lika.

Ett och samma batteripack har celler från samma batch. Forskningen visar att de är völdigt lika i beteende. Calendar aging brukar skiljs max 1% mellan ett helt gäng celler från samma batch.

Balansering behövs förhoppningsvis inte göras jättemycket, då det i teslas fall handlar om att bränna bort energi.
När cellerna åldras ihop mår de bra.

[renes]

Hur fort en Polestar 3 kan ladda på SuC beror på hur kraftig DC/DC-omvandlaren i bilen är.

Finns det en DC/DC omvandlare för högspänning i bilen? Tror inte det. Den skulle ju vara gigantisk. Som jag förstått det parallelkopplas de två batterihalvorna för 400V och seriekopplas för 800V. Batteriet styr sen vilken spänning laddstationen ska mata ut.

(Den DC/DC omvandlare som bilen har är för högspänning till 12 -16V lågspänning.)

[AAKEE]

Finns det en DC/DC omvandlare för högspänning i bilen? Tror inte det. Den skulle ju vara gigantisk.

Vissa bilmärken splittar packet, andra använder invertern i någon av motorerna för att omvandla spänningen, tex gör Kia EV9 det (ur minnet).

När det är byggt på det sättet begränsas laddhastigheten av inverterns kapacitet.

IMG_1291.jpeg

[mikebike]

Hur fort en Polestar 3 kan ladda på SuC beror på hur kraftig DC/DC-omvandlaren i bilen är.

Finns det en DC/DC omvandlare för högspänning i bilen? Tror inte det. Den skulle ju vara gigantisk. Som jag förstått det parallelkopplas de två batterihalvorna för 400V och seriekopplas för 800V. Batteriet styr sen vilken spänning laddstationen ska mata ut.

(Den DC/DC omvandlare som bilen har är för högspänning till 12 -16V lågspänning.)

De flesta 800V bilar verkar ha en DC/DC-omvandlare på typ 80-100 kW, men en del (t.ex. BMW iX3) kan parallellkoppla batterihalvorna.
Jag hittar ingen uppgift om vare sig hur fort P3 kan ladda på 400V eller hur det går till.
Nya Mercan kan inte ladda från 400V alls, om den inte är extrautrustad med DC/DC-omvandlare, något som inte gick att beställa till de tidiga bilarna.