El tamaño sí que importa

[ruimegas]

El tamaño sí que importa

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"No es un descubrimiento que todos preferís tenerla más grande. El tamaño es una gran ventaja a pesar de suponer arrastrar un mayor peso y consecuente un mayor volumen, algo que puede hacer incomoda su buena colocación. Pero tenerla más grande tiene ventajas adicionales.

La mayor capacidad de almacenamiento puede asegurar una vida más larga y un mayor aprovechamiento de la capacidad gracias a factores que afectan al número de ciclos, al estado de carga y a la velocidad de carga de las baterías. Analizamos por qué la apuesta de Tesla se desmarca del resto de fabricantes.

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Baterías alcalinas marca Dick con un par de uvas

La apuesta de Tesla por el uso de baterías más grandes que sus competidores tiene numerosos beneficios. El primero de ellos es precisamente no tener esos competidores. Con baterías de 60 y 85 kWh Tesla Motors se diferencia del resto de marcas que ofrecen acumuladores en el rango de los 24 kWh al ofrecer un producto exclusivo. Juega en una liga sin rivales del mismo tamaño. Y dale con el tamaño. Se trata además de un coche que puede gustar a escépticos de los vehículos eléctricos gracias a una autonomía comparable a la de un gasolina y a sus sobresalientes prestaciones.

En lo que respecta a los acumuladores, la apuesta de Tesla Motors por unas baterías más grandes grande supone además ciertas ventajas en cuanto a fiabilidad y seguridad. El uso de baterías más grandes extiende la vida útil de las mismas ya que la capacidad de estas tiene una relación directa con el número de ciclos y con el ratio de carga.

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Por un lado el número de ciclos. La duración de las pilas se suele medir en número de ciclos completos, la cantidad de veces que se pueden descargar y cargar, y se considera que una batería acaba su vida útil cuando la capacidad se ha reducido en un 80%, lo cual no quiere decir que ya no sean validas, pero es el porcentaje que las marcas establecen dentro de sus garantías.

Tomando como referencia el número de kilómetros recorridos con esas recargas vemos que con una batería pequeña se realizan muchos más ciclos que con baterías más grandes para el mismo kilometraje. El análogo picantón (por el que alguno habrá caído en esta entrada) sería decir que cuando es pequeña tenemos que meter y sacar (el conector) más veces. Siendo la química de las baterías aun muy parecida para todas ellas es más probable que la batería pequeña se degrade antes.

Un ejemplo práctico es comparar el Nissan Leaf o el Renault Zoe con los Tesla; los de la alianza Renault-Nissan con baterías de 24 kWh, con las que se pueden recorrer unos 199 kilómetros (ciclo NEDC) con una sola carga; los de california con baterías más grandes, de 60 kWh o de 85 kWh, la cuales dan una autonomía de 390 y 502 km respectivamente. Al llegar a los 150.000 km se habrán realizado con las primeras unas 753 recargas, que es por lo general un número de ciclos elevado para una batería convencional. Mientras, las baterías de los Tesla habrán soportado tan solo 385 y 299 recargas o ciclos completos respectivamente.

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Y consecuentemente serán más los ciclos para las baterías menores, como es el caso de los Mitsubishi i-Miev, Citroen C-Zero y Peugeot iOn que alcanzan el millar de recargas y más llamativo aun el Chevrolet Volt, que a los 150.000 kilómetros llevará el equivalente a más de 2.100 ciclos. Para proteger las baterías en el caso del Chevrolet Volt el fabricante tiene que establecer unos mayores margenes de carga y descarga completa, usando tan sólo 11 kWh de los 16 kWh que tiene la batería.

Esa es la siguiente ventaja de las baterías más grandes. El menor número de ciclos permite al fabricante apretar más los limites de capacidad de los acumuladores. De este modo pueden establecer una mayor profundidad de descarga (DOD) y aprovechar más la capacidad de las baterías, lo que se llama el SOC, el porcentaje de lo que hay en la batería respecto a la capacidad nominal. Un SOC bajo supone mucha batería sin utilizar y eso conlleva un peso y un gasto mayor.

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Así, para una batería pequeña como la del Volt, para la que se realizará un mayor número de ciclos, se necesita un mayor margen de protección y el fabricante ha establecido un 65% de SOC. Esto supone que el 35% de la batería no se utiliza, pero sí que pesa, ocupa espacio y cuesta dinero. En el caso de los trillizos por su diferente química (titanato de litio) se puede exprimir más el acumulador, aunque eso también se paga a un mayor precio.

Por otro lado, una batería con mayor capacidad tiene una segunda ventaja que también influye notablemente a la duración de las estas. Las recargas rápidas no son tan rápidas, el ratio de carga será menor para un Tesla Model S en un supercargador que para un modelo con batería más pequeña durante una carga nivel 3. Así un Model S de 85 kWh carga a un máximo de 1.4C en una toma de 120 kW, mientras que un Nissan Leaf con sus 24 kWh cargando a 50 kW supera los 2C, algo que probablemente esté rozando los limites de fiabilidad de las pilas y puede ser una de las principales causas de los problemas vistos. No es casualidad que las marcas aconsejen el uso moderado de las cargas rápidas.

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Con su apuesta por baterías más grandes Tesla Motors se asegura un mejor aprovechamiento de su capacidad, un mejor envejecimiento y poder recargar a mayores potencias que sus competidores sin forzar la química de sus acumuladores. Lo bueno de todo esto es que con la bajada de los precios y los avances en baterías, todos los fabricantes empezaran a montar baterías de mayor capacidad, una tendencia que llevará consigo las tres ventajas que acabamos de ver; mayor duración, mejor aprovechamiento y seguridad ante cargas más rápidas."

Em: http://forococheselectricos.com/2014/02 ... porta.html

[Malm]

Não percebo o SoC apresentado para o Leaf. Onde é que foram arranjar os 87,5%? Os 95% para o I-MiEV ainda se entendem, já que o carro para com cerca de 4% de SoC.

[VETL]

Não percebo o SoC apresentado para o Leaf. Onde é que foram arranjar os 87,5%? Os 95% para o I-MiEV ainda se entendem, já que o carro para com cerca de 4% de SoC.

Por vezes o Leaf pode carregar só 90%. E penso que o SOC não chega a zero quando gastamos tudo.
Portanto aceito os 87,5%.
Confesso que, apesar de saber que normalmente é mais, para as minhas contas mais apertadas só uso 85% SOC.

[Malm]

Não percebo o SoC apresentado para o Leaf. Onde é que foram arranjar os 87,5%? Os 95% para o I-MiEV ainda se entendem, já que o carro para com cerca de 4% de SoC.

Por vezes o Leaf pode carregar só 90%. E penso que o SOC não chega a zero quando gastamos tudo.
Portanto aceito os 87,5%.
Confesso que, apesar de saber que normalmente é mais, para as minhas contas mais apertadas só uso 85% SOC.

Pelo que tenho visto, um novo chegará aos 96% e só deverá parar com cerca de 1%. Penso que o correto era considerar também 95%.

[mjr]

O Leaf carrega no máximo até 96%, embora normalmente se fique pelos 93-94%. Já me aconteceu parar nos 90%. Onde é que viste o SOC a 1% com a tartaruga? Penso que seja mais para os 4-5% num pack equilibrado. No meu anda mais perto dos 7-8%...

Edit - OK, encontrei um Leaf de 2013 com o SOC a 2,1% e a tartaruga. O pack está equilibradíssimo, com a célula mais fraca a 3,007V e a mais forte a 3,112V. Assim sendo o SOC mínimo num Leaf de 2013 é de 2%, o que daria em casos extremos 94% de amplitude de SOC. Nos Leafs anteriores a amplitude é menor pois o pack não carrega até aos 96%, e a maior parte das vezes fica pelos 93-94%, ou seja 91%-92% de amplitude máxima de carga/descarga.

Acho no entanto que isto não é tão significante pois muito raramente alguém descarrega de 96% a 2 % um carro, seja ele qual for.

[Malm]

O Leaf carrega no máximo até 96%, embora normalmente se fique pelos 93-94%. Já me aconteceu parar nos 90%. Onde é que viste o SOC a 1% com a tartaruga? Penso que seja mais para os 4-5% num pack equilibrado. No meu anda mais perto dos 7-8%...

Edit - OK, encontrei um Leaf de 2013 com o SOC a 2,1% e a tartaruga. O pack está equilibradíssimo, com a célula mais fraca a 3,007V e a mais forte a 3,112V. Assim sendo o SOC mínimo num Leaf de 2013 é de 2%, o que daria em casos extremos 94% de amplitude de SOC. Nos Leafs anteriores a amplitude é menor pois o pack não carrega até aos 96%, e a maior parte das vezes fica pelos 93-94%, ou seja 91%-92% de amplitude máxima de carga/descarga.

Acho no entanto que isto não é tão significante pois muito raramente alguém descarrega de 96% a 2 % um carro, seja ele qual for.

Aquela tabela refere-se a carros novos. A amplitude de carga num Leaf novo situa-se próximo de 95%. E não fosse a degradação seria sempre assim. Por isso acho que não está correto o que é indicado na tabela. A baixar para 87,5% por isto e por aquilo, então também deveriam fazê-lo para o i-MiEV, que o meu também já não vai a 5% de SoC. Desta forma estão a diminuir o número de ciclos completos necessários para que o i-MiEV faça determinada distância, quando comparado com um Leaf. Ou então estão a admitir que num i-MiEV não ocorre degradação, coisa que me é agradável de ler mas que não corresponde à verdade. Pelo menos a escondê-la até aos 5% ele é soberbo.

[mjr]

Seja como for a diferença em ciclos aos 150 000 do Leaf passa para 817 no caso de se assumir os 95% de DOD. Não há grande diferença.

Aqui a questão importante é frisar que quanto maior for o pack menos ciclos terá para percorrer determinada distância e por isso terá menos degradação por ciclos. Mas como já vimos, pelo menos no caso do Leaf a degradação é mais dependente do tempo e da temperatura do que do número de ciclos, como mostra o carro que fez mais de 150000km nos EUA e apenas perdeu uma barra de capacidade.

Outro fator importante é que um carro com 500km de autonomia ao perder 20% da capacidade passa para 400km. Mas num carro de 100km já passa para 80km. Um carro com pouca capacidade/autonomia mais facilmente chega a um ponto onde deixa de ser (tão) útil.

[Malm]

Da próxima não considerem apenas 87,5% de variação de SoC num Leaf novo por ciclo completo. É que eu vou continuar atento. Preocupa-me apenas que se diga a verdade, mesmo que isso na prática não resulte em vantagem nenhuma.

[mjr]

Já agora aconselho a verem este video:



Explica o porque de as baterias da Tesla serem melhores e o porque das do Leaf terem problemas. Basicamente já sabemos : Temperatura, mas não é so isso...

Vídeo muito interessante, no MNL estão a discutir algumas repercussões para o Leaf.

Algumas conclusões sobre as baterias de LiMnO2 (Leaf e Volt):

- degradam muito rapidamente acima dos 30 graus Celsius.
- a degradação depende pouco do número de ciclos e muito do tempo entre o inicio e o fim do teste.
- com o passar do tempo a degradação vai diminuindo de ritmo.
- ao fim de certo tempo/ciclos a bateria começa a perder capacidade muito rapidamente.

As outras químicas são mais tolerantes ao calor, sendo a melhor a de Lítio titanato. A de Lítio cobalto utilizada pela Tesla tem excelentes características de durabilidade.

Dá a entender que os testes acelerados de degradação feitos pela Nissan não são representativos da realidade pois é completamente fazer 1000 ciclos a 50 graus durante um mês e o mesmo número de ciclos em um ano.

Resumindo: temperatura, temperatura, temperatura. E tempo.

[Malm]

Nada de novo, portanto. Por isso, desde setembro, o deixo de noite na rua sempre que fica mais frio cá fora do que na garagem, por isso fica estacionado no beco mais escuro próximo da escola, onde jamais pararia o Golf, por isso evito carregá-lo imediatamente depois de fazer uma viagem mais longa, por isso prefiro fazer mais 20 km de viagem sempre que o desvio me permite utilizar um PCR (esta última só se aplica ao meu "Leaf"). Depois de observar o vídeo, não vou mudar nada em relação ao que já fazia nos últimos meses. Não foi preciso ver o vídeo para saber que a partir dos 30º C a coisa complica-se, o meu i-MiEV já me tinha dito isso mesmo num carregamento rápido, e eu até tenho o momento registado em vídeo, quando uma célula atingiu os 31ºC, ligou o ar condicionado a todo o fresco.

Talvez por isso, nas minhas medições, me pareça que o ritmo de degradação baixou significativamente nestes últimos meses.

Mas mais importante, e que parece bastante interessante para vocês que têm um Leaf, é a mentira supergeneralizada da baixíssima taxa de degradação dos i-MiEV. Uma das razões porque o comprei foi o facto de não existir qualquer relato de perda de autonomia nos i-MiEV de 2010. Agora eu acho que começo a perceber porque razão isso aconteceu e sinto-me enganado. Sim, é verdade, não perderam autonomia, mas perderam capacidade. Quando vos disserem que os i-MiEV são preferíveis por terem uma taxa de degradação das suas baterias muito inferior, respondam-lhes que isso é mentira, e se eles têm um i-MiEV, digam-lhes para aguardarem mais dois ou três anos. Ao fim de três anos já todos devem constatar que numa paragem a meio da viagem, se sumirá uma barra. Eu já não tenho dúvidas que quando obtiver finalmente o valor da capacidade restante do meu carro, os tais Ahr, eu vou constatar cerca de 15% de degradação (que corresponde apenas a uma perda de 12% na autonomia).

Por agora, ninguém vê, ninguém ouve, ningém fala. Menos eu.