Na de publicatie van de doctoraatsthesis over de impact van DoD op de degradatie van het type Panasonic NCR (NCA) cellen gebruikt in het Tesla battery pack, heb ik over dit onderwerp nog verder zitten graven. De NASA gebruikt Li-Ion cellen in satellieten en ik moet niet vertellen dat je bij een satelliet niet even de batterijen kan vervangen. Research rond hoe zij er voor zorgen een zo lang mogelijke levensduur te bekomen is dus interessant.
Op de Battery University site staat dat onderzoek door de NASA heeft uitgewezen dat je de beste trade-off tussen levensduur en capaciteit krijgt door niet hoger te laden dan 3,92V. Van zodra ik mijn wagen terug heb ga ik meten met welk SoC percentage dit overeen komt bij een Tesla 85 kWh pack maar ik weet nu al dat het ergens tussen 70 en 80% SoC ligt. Tot op heden heb ik mijn wagen dagelijks geladen tot 70% SoC en ik zal dit dus wat kunnen optrekken als ik het juiste % heb kunnen uitvissen met mijn CAN bus logger.
"NASA reports that once Li-ion passes the eight year mark after having delivered about 40,000 cycles in a satellite, cell deterioration caused by these phenomenon progresses quickly. Charging to 3.92V/cell appears to provide the best compromise in term of maximum longevity, but this reduces the capacity to only about 60 percent."
Dit geeft ons dus het punt waarop je het best dagelijks kan laden maar hoe zit het nu met de ideale DoD (Dept of Discharge)? In principe hoe kleiner hoe beter maar je moet natuurlijk ook nog een beetje kunnen rijden.
Ik heb deze presentatie gevonden van het bedrijf Quallion met een battery workshop voor de NASA. Het dateert uit 2007 maar het betreft cellen met LiNixCoyAlzO2 (LNCAO) cathodes en Graphite anodes. Dat gelijkt niet geheel toevallig erg op wat gebruikt wordt in de Panasonic NCR18650BE cellen uit het Tesla 85 kWh pack. Voor een zeer lange levensduur gebruiken ze cycles van 40% DoD en laden ze tot 4,1V (dat is ongeveer 90% SoC bij een Tesla pack!). Daarbij voorspellen ze een resterende capaciteit van 77% na 60.000! cycles. Hier is opnieuw de conclusie dat de maximale SoC minder belangrijk is dan de DoD, dus dagelijks laden tot 90% lijkt relatief onschadelijk op voorwaarde dat je de DoD beperkt tot 40%.
Er staan ook tests in met 48% en 24% DoD. Vooral in dat laatste geval waren de resultaten spectaculair met slechts 1,6% degradatie na 7000 cycles.
Conclusie van het verhaal is opnieuw dat DoD de key parameter is voor degradatie bij Li-Ion cellen met een NCR / NCA cathode. Dit is belangrijker dan de maximale SoC waarop je je wagen instelt (op voorwaarde dat je stopt bij 4,1V wat ongeveer 90% is bij een Tesla). Als het dus enigszins kan, hang dan je Tesla zo veel mogelijk aan de lader.
Persoonlijk heb ik mijn batterij tot op heden bijna altijd tussen 30% en 70% SoC gehouden, wat dus overeen komt met 40% DoD.
Nog een kleine tip: als ze niet gebruikt worden vinden de cellen het lekker rond hun nominale spanning bewaard te worden. Die bedraagt 3,6V. In principe zou dat rond de 40 a 50% SoC moeten zijn (ik moet dat nog meten om het juiste SoC percentage te achterhalen). Als je dus je wagen stalt met 40% SoC, kan je hem beter niet meteen beginnen opladen als je hem niet op korte termijn terug nodig hebt. Probeer het tijdstip uit te stellen zodat hij weer op de door jou gewenste SoC zit tegen dat je opnieuw wil vertrekken. Zo bereik je zowel het doel van de beperkte DoD als het doel van de lage SoC wanneer je de batterij niet gebruikt.
Warning: dit is info voor nerds en "maximizers", zoals ik. :redface: Wat je ook doet, je garantie blijft 8 jaar op een Tesla pack, ook als je dagelijks een grotere DoD of hogere SoC gebruikt.
