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Batterie LFP, ecco le regole per gestirle al meglio, e perché Tesla consiglia la ricarica al 100%

Batterie LFP, ecco le regole per gestirle al meglio, e perché Tesla consiglia la ricarica al 100%

Le batterie LFP possono davvero resistere a frequenti ricariche al 100%? Merito della curva di carica/scarica piatta, ma meglio non esagerare

di pubblicata il , alle 16:09 nel canale Batterie
CATLTesla
 

Abbiamo parlato in diverse occasioni delle batterie LFP, tornate alla ribalta dopo un periodo in cui sembravano destinate all'oblio. La sigla sta per Litio-Ferro-Fosfato, con questa chimica che venne messa da parte per via di un difetto piuttosto importante per il settore automotive: il peso maggiore in proporzione alla densità energetica.

Recenti sviluppi le hanno però portate al di sotto della soglia accettabile, per cui sono gradualmente tornate in uso, finché addirittura Tesla non le ha scelte per le sue vetture con batteria Standard Range. Proprio il costruttore americano ha generato un po' di confusione, quando nelle sue linee guida ha consigliato di ricaricare spesso queste batterie al 100%, pratica invece sconsigliata per le celle al litio in generale.

La ricarica completa è generalmente sconsigliata perché al picco massimo di carica, il voltaggio delle celle al litio aumenta, generando fenomeni di degrado interno. Questi sono ad esempio i valori delle tipologie più diffuse:

NCM

  • Voltaggio nominale: 3,7 V
  • Voltaggio massimo: 4,2 V
  • Ciclo di vita: fino a 2.000 cicli

LFP

  • Voltaggio nominale: 3,2 V
  • Voltaggio massimo: 3,65 V
  • Ciclo di vita: fino a 6.000 cicli

Altri tipi di batterie, con cicli di vita più duraturi, lavorano a voltaggi ancora più bassi delle LFP, fattore che rende chiara la correlazione tra volt (e quindi percentuale di ricarica) e degrado interno delle celle.

Il vantaggio, dunque, delle batterie LFP è avere un delta di voltaggio molto contenuto, come evidenziato anche dalle curve di carica/scarica, piatte molto a lungo, rispetto ad altre chimiche:

LFP curve

Questo è la giustificazione principale per cui Tesla suggerisce la ricarica al 100% ogni qualvolta sia possibile. Le indicazioni ufficiali recitano così: "Se il tuo veicolo è dotato di una batteria LFP, Tesla consiglia di mantenere il limite di carica impostato al 100%, anche per l'uso quotidiano, e di caricare completamente al 100% almeno una volta alla settimana. Se  la Model 3  è stata parcheggiata per più di una settimana, Tesla consiglia di guidare come faresti normalmente e di caricare al 100% al più presto".

Questa pratica si rende necessaria per aiutare il BMS nello stimare l'autonomia disponibile. La variazione di voltaggio è infatti un parametro che aiuta il Battery Management System nell'effettuare le stime, che diventano però più imprecise se il delta di voltaggio è inesistente o molto basso. Portare spesso la batteria al 100% di ricarica aiuta il software a individuare gli estremi, e quindi offrire una corretta predizione dell'autonomia residua.

Ma questo significa che le celle LFP non soffrono di degrado al 100% di ricarica? No, si tratta comunque di una pratica da evitare, se possibile, ma semplicemente gli effetti sul degrado e sulla riduzione dei cicli di vita saranno decisamente inferiori rispetto a chimiche con curve molto più sbilanciate, in cui l'elettrolita liquido, in presenza di alti voltaggi, tende ad aggredire il materiale dei poli elettrici. Sono quindi consigliati valori tra il 20% e il 70% (massimo 80%) nell'uso quotidiano, e in assenza di lunghi tragitti, a patto di sopportare qualche imprecisione dell'indicatore di autonomia a cruscotto, soprattutto con batteria più scarica. L'imprecisione può essere mitigata applicando comunque periodicamente una ricarica al 100%.

22 Commenti
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Sp3cialFx21 Aprile 2022, 18:09 #1
500km x 6000 cicli = 3.000.000 km

recap per i detrattori:
- quelli che dicono che "si, belli i pannelli solari ma inquina fabbricarli e non recuperi nei 20 anni che durano", al di là della veridicità dell'affermazione ma "garanzia 20 anni" = "durano 20 anni", come dire che se ti garantiscono l'auto 3 anni allora dopo 3 anni devi cambiarla. Rilevato sul campo: oltre il 90% di efficienza a 25 anni (ovviamente nessun produttore vuole correre rischi e si tiene ampi margini. Se li garantiscono 80% a 25 anni sei tranquillo che a 25 anni saranno abbondantemente sopra il 90%)
- quelli che dicono "si, poi quando devi cambiare la batteria sei nella cacca". Ho fatto il conto per voi, in effetti dopo 3.000.000 di km avere 400 km di autonomia al posto di 500 è una bella scocciatura

versione breve: come in ogni cambiamento c'è sempre chi ha da rompere i coglioni. E come in ogni cambiamento... questo avviene lo stesso soluzione: rosicare di meno e pensare ad altro
Unrue21 Aprile 2022, 19:44 #2
Si ok, però già le batterie hanno autonomia limitata, se poi devo usarle tra il 20% e il 80% buonanotte.
Mortalfast21 Aprile 2022, 19:49 #3
Originariamente inviato da: Sp3cialFx
500km x 6000 cicli = 3.000.000 km
.......



Sono un possessore di auto Tesla quindi non sono assolutamente un detrattore dell'elettrico, però quello che scrivi necessita di qualche piccolo aggiustamento, lo faccio io prima di altri, cercando di non esagerare.

Intanto Tesla ha montato le LFP sulle Standard Range, quindi pacco batterie da 50Kw/h utili, e con quelle non ci fai 500km, molto più realisticamente diciamo che ti avvicini ai 350.
Per esperienza ti dico che ogni ciclo di ricarica non lo fai 0-100%, io normalmente cerco di non scendere mai sotto il 10% e di solito non vado oltre l'80% ma non solo perchè lo raccomanda Tesla, è molto più pratico, per arrivare dall'80 al 100% ci metto quanto impiego ad arrivare dal 10 al 70%.
A volte succede di dover caricare partendo dal 30 o dal 40% a seconda di dove devo andare, quindi pensare tutti i cicli come 10-80 è comunque un'ipotesi ottimistica.
Proverei ad ipotizzare che in media (considerate le volte per le lunghe percorrenze arrivo anche al 100%) ricarico il 60% di batteria, quindi dei 50 Kw/h ne ricarico circa 30.
Con quella batteria la Standard Range, molto più efficiente della mia che è una Performance, dovrebbe fare circa 200 Km, poi dipende molto dal tipo di strada e dal tipo di guida.
Ecco il tuo calcolo lo farei più realisticamente in questo modo:

200X6000, che già fa 1.200.000 Km

se poi vogliamo considerare anche la perdita di efficienza delle batterie penso che riusciremo comunque a fare 1.000.000 di km.

Credo siano pochi i motori endotermici che arrivano a questa percorrenza, e se lo fanno, sicuramente le spese di manutenzione saranno molto più alte di quelle necessarie per un motore elettrico.

Su tutto questo ragionamento bisogna aggiungere ancora 2 considerazioni che ritengo essenziali:
1) hai inquinato molto meno, direi quasi nulla se in estate si riesce a ricaricare tramite impianto fotovoltaico, come faccio io;
2) Stai viaggiando in Tesla, e questo è un valore aggiunto che può essere valutato solo da chi ha fatto questa esperienza, ma vi assicuro che non è secondario.
zappy21 Aprile 2022, 21:25 #4
Originariamente inviato da: Sp3cialFx
500km x 6000 cicli = 3.000.000 km...


Originariamente inviato da: Mortalfast
Sono un possessore di ....

200X6000, che già fa 1.200.000 Km...

ma si dimentica il fatto che non si può calcolare la vita della batteria solo in km, ma bisognerebbe verificare anche il semplice trascorrere del tempo.

se si fa 1 km all'anno, dubito che durino 1 milione di anni (o se fai 5000 km/anno, che durino 2 secoli)...
Tasslehoff21 Aprile 2022, 22:40 #5
Originariamente inviato da: Mortalfast
Su tutto questo ragionamento bisogna aggiungere ancora 2 considerazioni che ritengo essenziali:
1) hai inquinato molto meno, direi quasi nulla se in estate si riesce a ricaricare tramite impianto fotovoltaico, come faccio io;
2) Stai viaggiando in Tesla, e questo è un valore aggiunto che può essere valutato solo da chi ha fatto questa esperienza, ma vi assicuro che non è secondario.
Lasciando perdere il secondo punto che è puramente soggettivo, riguardo al primo però permettimi una osservazione.

Tu pensi che al grosso del pubblico interessi veramente il fattore inquinamento?
O meglio, riformulo, sei davvero convinto che il grosso del pubblico per ridurre l'inquinamento sia disposto a:
- spendere di più
- ottenere un mezzo con una minore autonomia (parliamoci chiaro, una Citroen C3 con motore termico a benzina 3 cilindri ha un'autonomia di 650/700 Km con un pieno)
- una logistica da mal di testa (organizzare le soste in base all'autonomia e alla disponibilità di punti di ricarica e scegliere luogo di soggiorno che abbia possibilità di ricaricare)
- impiegare ore per poter riprendere un viaggio in attesa che la batteria si ricarichi

Siamo realistici, se a parità di costi, autonomia, tempi di rifornimento, logistica, un mezzo inquina di meno io sono convinto che la stragrande maggioranza sceglierebbe quella soluzione, ma la situazione non è questa e non lo sarà ancora per tanti tanti anni.

Se poi si volesse veramente abbattere l'inquinamento dovuto alla viabilità forse sarebbe più pratico e realizzabile allineare i mezzi circolanti in tutto il resto del mondo con gli standard europei, non dico gli ultimissimi, ma anche soltanto di 10+ anni fa (chessò euro 4).
Ciò non comporterebbe alcun disastro logistico per quanto riguarda la rete di rifornimento, non cambierebbe nulla sul versante della produzione del carburante, e sarebbe sicuramente più semplice e realizzabile.
Invece ci ritroviamo paesi che non se lo possono permettere perchè sarebbe un costo insostenibile per la popolazione, mentre altri che se lo potrebbero benissimo permettere (un esempio su tutti USA) non sono minimamente intenzionati a farlo per puro consenso politico.
Notturnia21 Aprile 2022, 23:34 #6
Sarebbe bello che quantificare il beneficio per il pianeta visto che si fa finta che serva a qualcosa quando in Cina per fare auto e pile si devasta il pianeta e si brucia carbone…

Ma amen.. era una mazzetta a Tesla e alle pile per cui ci sta che si faccia finta che la cosa sia ecologica..
Mortalfast22 Aprile 2022, 00:00 #7
Originariamente inviato da: Tasslehoff
Lasciando perdere il secondo punto che è puramente soggettivo, riguardo al primo però permettimi una osservazione.

Tu pensi che al grosso del pubblico interessi veramente il fattore inquinamento?
O meglio, riformulo, sei davvero convinto che il grosso del pubblico per ridurre l'inquinamento sia disposto a:
- spendere di più
- ottenere un mezzo con una minore autonomia (parliamoci chiaro, una Citroen C3 con motore termico a benzina 3 cilindri ha un'autonomia di 650/700 Km con un pieno)


Sono d'accordo con te, ci vorrebbe più sensibilità verso il nostro pianeta, se non si ha nel proprio target questo obbiettivo effettivamente l'opzione auto elettrica è completamente fuori discussione, però io ho questa sensibilità a quindi cerco di vedere i lati positivi, senza però ignorare quelli negativi, che sicuramente ci sono.

Originariamente inviato da: Tasslehoff
- una logistica da mal di testa (organizzare le soste in base all'autonomia e alla disponibilità di punti di ricarica e scegliere luogo di soggiorno che abbia possibilità di ricaricare)
- impiegare ore per poter riprendere un viaggio in attesa che la batteria si ricarichi


Su questo sono un po' meno d'accordo, non perchè caricare un'auto elettrica sia veloce quanto una a motore termico, siamo lontani da questo traguardo e credo lo saremo ancora per un po', ma perchè le soste "forzate" a volte non sono tanto "forzate" visto che in ogni caso ci si deve fermare comunque facendo un viaggio lungo, per andare in bagno o mangiare qualcosa. Spesso questo tempo basta per ricaricare il giusto per arrivare al prossimo punto di ricarica. E comunque ho imparato a sfruttare quel tempo per fare "altre" cose, preparare una riunione, fare una ricerca su internet (la mia è sempre connessa) oppure, molto più banalmente, concedersi una pennichella o una partita a scacchi.
É indubbio che viaggiare elettrico implica un approccio diverso al viaggio e una programmazione più accurata, ma non è mica detto che questo significhi scorificare il proprio tempo o la propria libertà


Originariamente inviato da: Tasslehoff
Se poi si volesse veramente abbattere l'inquinamento dovuto alla viabilità forse sarebbe più pratico e realizzabile allineare i mezzi circolanti in tutto il resto del mondo con gli standard europei, non dico gli ultimissimi, ma anche soltanto di 10+ anni fa (chessò euro 4).
Ciò non comporterebbe alcun disastro logistico per quanto riguarda la rete di rifornimento, non cambierebbe nulla sul versante della produzione del carburante, e sarebbe sicuramente più semplice e realizzabile.
Invece ci ritroviamo paesi che non se lo possono permettere perchè sarebbe un costo insostenibile per la popolazione, mentre altri che se lo potrebbero benissimo permettere (un esempio su tutti USA) non sono minimamente intenzionati a farlo per puro consenso politico.


Continuando a condividere quello che dici, purtroppo questi sono target non alla portata del singolo individuo, io posso dare il mio piccolo contributo sperando che serva a qualcosa e che magari qualcuno lo condivida e lo porti avanti assieme a me.
Mortalfast22 Aprile 2022, 00:06 #8
Originariamente inviato da: zappy
ma si dimentica il fatto che non si può calcolare la vita della batteria solo in km, ma bisognerebbe verificare anche il semplice trascorrere del tempo.

se si fa 1 km all'anno, dubito che durino 1 milione di anni (o se fai 5000 km/anno, che durino 2 secoli)...


Beh, si stava cercando di fare un discorso serio, le tue considerazioni sono fuori da questa sfera, chi percorre 1 km anno sarebbe un cretino se si comprasse una Tesla, a pensarci bene sarebbe un cretino se si comprasse una macchina in generale.

Chi fa 5000 km anno, se dopo 10 anni le batterie perdessero il 50% di efficienza non se ne accorgerebbe nemmeno, e non dimenticare che il tempo passa anche per i motori termici, metti in garage un'auto termica, facci 1 km anno e poi dimmi in 10 anni quante volte l'hai portata dal meccanico.


Dai che probabilmente riesci a fare di meglio....
calabar22 Aprile 2022, 00:33 #9
Originariamente inviato da: Mortalfast
200X6000, che già fa 1.200.000 Km

In realtà anche questo conteggio è molto impreciso: quando si parla di cicli di vita di una batteria si intende cicli di ricarica completi. I cicli parziali contano come una frazione di un ciclo completo.
In questo caso, ricaricando tra il 20% e l'80% sei in un range ottimale tanto che potrai ricaricare più volte prima di avere l'usura equivalente ad un ciclo di carica completa.

Originariamente inviato da: Mortalfast
Beh, si stava cercando di fare un discorso serio, le tue considerazioni sono fuori da questa sfera, ...

Ha solo estremizzato l'esempio per rendere più chiaro quello che stava sottolineando, ossia che anche il fattore tempo e non solo il fattore uso incide sulla durata delle batterie.
Direi che quanto ha scritto era tutt'altro che poco serio.
Sp3cialFx22 Aprile 2022, 02:12 #10
Originariamente inviato da: Mortalfast
Per esperienza ti dico che ogni ciclo di ricarica non lo fai 0-100%, io normalmente cerco di non scendere mai sotto il 10% e di solito non vado oltre l'80% ma non solo perchè lo raccomanda Tesla, è molto più pratico, per arrivare dall'80 al 100% ci metto quanto impiego ad arrivare dal 10 al 70%.
A volte succede di dover caricare partendo dal 30 o dal 40% a seconda di dove devo andare, quindi pensare tutti i cicli come 10-80 è comunque un'ipotesi ottimistica.
Proverei ad ipotizzare che in media (considerate le volte per le lunghe percorrenze arrivo anche al 100%) ricarico il 60% di batteria, quindi dei 50 Kw/h ne ricarico circa 30.
Con quella batteria la Standard Range, molto più efficiente della mia che è una Performance, dovrebbe fare circa 200 Km, poi dipende molto dal tipo di strada e dal tipo di guida.
Ecco il tuo calcolo lo farei più realisticamente in questo modo:

200X6000, che già fa 1.200.000 Km


il contrario, come usi tu la batteria dura DI PIU' dei 6000 cicli di carica e scarica completi

il punto è proprio che la durata viene data in cicli di CARICA E SCARICA COMPLETI. Se tu stai caricando dal 30 al 70% NON hai fatto un ciclo di carica e scarica completo. Non solo: l'hai caricata del 40% ma l'hai "consumata" MENO di 0,4 cicli di carica / scarica perché sei stato in un range in cui viene stressata di meno.

senza prendere per oro colato i numeri che sono riportati qui (anche perché per fare delle stime complete bisogna partire dalla chimica, dal range di carica scarica, dalla velocità di carica scarica, dalla temperatura, eccetera) però hai delle indicazioni ben precise:

https://batteryuniversity.com/artic...based-batteries

ad es. con le LiPO4 se le scarichi e le ricarichi del 10% alla volta ottieni 15.000 cicli (di scarica parziale), al 100% solo 600. Se fosse proporzionale ne dovresti ottenere 6.000 (al 10%).

due tabelle sotto vedi come varia il numero di cicli di carica / scarica (immagino anche qui parziali) rispetto a quanto viene caricata la batteria:
al 100% tra i 300 e i 500
al 70/75% tra i 1200 e i 2000, 4 volte tanto pur rinunciando a solo 1/4 di energia immagazzinata

se usi una batteria data per 6000 cicli tra il 30 e il 70% e con ricarica lenta ciao, altro che 3 milioni di km, te ne fa 15

per quanto riguarda la perdita di efficienza, è proprio quella a cui fa riferimento il numero di cicli di carica / scarica. Non è che dopo la batteria si dissolve nel nulla, la danno per efficienza all'80% dopo 6000 cicli. Significa che a 6000 cicli (da 100 a 0 e da 0 a 100 tutte le volte) hai perso il 20% di autonomia.

se Tesla ti dice di caricarla al 100% è perché sanno che ormai è la cosa che dura di più di tutta la macchina (e non che i motori elettrici, ad es., durino poco, beninteso)

ps: a tal proposito la cosa che mi fa più imbestialire è, quando fanno il conto del costo ambientale per produrre un'auto con motore a scoppio e una elettrica, che fanno il paragone 1 a 1 e considerano tipo 250 mila km. Il punto è che un'auto elettrica, come vita utile, ti fa tranquillamente il doppio dei km di un'auto tradizionale; devi pertanto confrontare il costo ambientale di produzione di DUE auto con motore endotermico vs UNA elettrica

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