Onderwerp: Elektrisch varen

Ik heb 6 stuks 90Ah LiFePO4 accu's. En 105watt zonnepaneel.

Sunday schreef :
En waar heb je de balancers vandaan? ook van de EV-site?

Zit te puzzelen op een goede manier om een bovengrens in te kunnen stellen en een ondergrens.

Bij de bovengrens wil ik dat de laders afgekoppeld worden (op 3,6 volt/cel) en de ondergrens moet dan de gebruikers afkoppelen.

Heb je dat ook zo geregeld, en zo ja, hoe?

@alweereengijp:
Ik weet niet aan wie je de vraag stelde, maar ik wil je er voor mijn situatie wel een antwoord op geven.
Ik heb mijn accu's van EV-power. 16 maal LiYFePO4 cellen van 3,2V 100Ah. Levert een accubatterij op van 51,2V 100Ah op en een energieopslag van 5120Wh op (stel ik gemakshalve even op 5kWh voor de berekening op de achterkant van een bierviltje)
Per cel sta ik nu 3,9V als maximum spanning toe (was ooit 4,2V en daarmee heb ik een jaar zonder problemen gevaren. Zie ook eerdere post over de maximum laadspanning). Boven deze spanning gaat de transistor van de bypass open en leidt de stroom om de cel heen totdat de celspanning weer onder de 3,9V komt.

Dit is het schema ervoor.
De transistor kan 2A bypass stroom aan. Door de 'programmeerbare zenerdiode' is er een hele scherpe knik rond de zenerspanning d.w.z. bij een ingestelde zenerspanning van 3,9V gaat de stroom door de zenerdiode van ca 100uA binnen 0,1V naar 100mA (bij 4,0V). De stroom door de basis van de transistor gaat dan ook van 100uA (is geen significante geleiding) naar 100mA (kom je in de buurt van verzadiging van de transistor met een alfa van 70-80) en loopt de collectorstroom op naar 7 a 8A. De transistor wordt dan wel gloeiend heet en als je dit lang (meer dan 10 sec) volhoud, brandt de transistor door. Dat wil zeggen, je kunt kortdurend 8A stroom bypassen en dat bypassen belast de 'lader' met 8A. Indien je een lader neemt die niet meer dan 5A kan opbrengen, stort de laadspanning in tot 4V over elke cel. Elke tiende Volt meer zorgt voor een enorme stroom afname door de Ri van de lader en zal de spanningsval over die Ri zover vergroten dat de maximale celspanning niet meer wordt gehaald.
Dit is een heel 'dom', energie slurpend, analoog systeem. Ik schaam me er haast voor het te hebben bedacht . Door die dommigheid van het systeem is het ook heel betrouwbaar geworden, weinig onderdelen, 'stink goedkoop', eenvoudig af te regelen. Het stelt maar een paar voorwaarden: de 'lader' mag niet meer dan 2A leveren en de transistor zal in het ergste geval ca 10W dissiperen en heeft dan aan een klein koelplaatje genoeg.
Zestien balancers zouden er zo uit kunnen zien:


Ik gebruik 2 x 40W zonnepanelen van 17V in het Max Power Point. Voor de zestien cellen in serie heb ik ca 60V nodig om er een laadstroom doorheen te laten lopen. In het MPP leveren de panelen 2,14A, via een schotky diodebrug wordt dat idealiter 4,28A maar het is nooit ideaal en ik houd 4A aan. Met een booster 'pomp' ik de spanning op naar 60V maar dit gaat ten koste van de stroom en aan de uitgang van de booster kan ik dan nog 1,1A bij 60V afnemen (1,4A is de gunstigste meting geweest bij optimale condities). Dit is de gebruikte Chinese converter:


1,4A is minder dan 2A en dus blijven mijn balancers altijd heel.
Hier zie je ze in 2 rijen op de accubatterij liggen:


Hier hangen ze naast de accubatterij voor (iets verbeterde convectiekoeling):


Samenvattend: Als je de maximale laadspanning gelijk houdt aan 3,9V per cel en de maximale stroom van de lader niet boven de bypass stroom van de balancers komt, heb je een eerste klas BMS voor niet veel geld (als je zelf kunt solderen).
Je kan de cellen dan geheel ontladen (tot 0%) maar dat is alleen met lood-zwavelzuur cellen een probleem, niet met LiYFePO cellen, die laadt je met de balancers weer heel zachtjes vol tot 100%. Afschakelen van gebruikers hoeft niet, dat gaat vanzelf als ze uitvallen door een te lage voedingsspanning.
Afschakelen van de laders hoeft ook niet, ze worden met een dummy load zo belast dat ze de cellen niet kunnen opblazen. (Ja, ik weet het, dat is energetisch een heel smerige methode! Die methode is ook fool proof en ik ben nu eenmaal zo'n gek die dat nodig heeft!)
Als je sneller en met dikkere stromen wilt gaan laden... ga je flink geld betalen! Kies maar.
Groeten, Peper.

alweereengijp schreef :
Noreen heeft 4 cellen van 300Ah met de BMS en balancers van de EV site.

Op de accu's zelf heb ik na 1 jaar gebruik niets aan te merken.
Op de BMS & balancers wel.

- De coulomb counter van de BMS zou zich moeten resetten naar de staat van accu's vol als alle balancers hun bypass spanning bereikt hebben. Dit is echter niet het geval. De enige manier om de coulomb counter te resetten is als om op één of meerdere cellen de max spanning te bereiken zodat de BMS de laadstroom afkoppelt. Met als gevolg dat de draaiende alternator niet meer aan de accu's gekoppeld is. Geen gezonde situatie voor de diodes in de alternator. Deze losgekoppelde toestand moet eigenlijk alleen in geval van nooit als de spanningsregelaar van de alternator en de balancers het niet meer aan kunnen.

- De BMS heeft de mogelijkheid om de uren in te stellen waarop de gebruikers aangesloten zijn. Echter hoe je het ook doet je krijgt het niet voor elkaar om 24 uur per dag de zaak onder stroom te hebben. Er is altijd een seconde of 4 waarbij er geen spanning op de verbruikers staat. Ergo stuurautomaat gps boordcomputer en andere zaken vallen uit. Het duurt dan enkele minuten voordat de zaak weer volledig functioneert. Als het lullig uitpakt heb je een klap-gijp te pakken omdat de stuurautomaat uitgevallen is en jij dan net niet snel genoeg kunt ingrijpen.

- De balancers worden gekoeld door de accupolen waar ze opgeschroefd zitten. Maar op een warme dag kan de temperatuur daar zover oplopen dat de BMS de zaak te warm vind en de laadstroom loskoppelt. Beter is het balancers te hebben op een losse koelplaat zodat je op een normale manier de temperatuur van de accu's kunt bewaken.

Ergo van de winter maar eens een andere oplossing proberen te vinden.

Peper schreef :
Goed verhaal Peper! Wel 1 opmerking: persoonlijk vind ik de Umax van 3,9 wel wat hoog. Ik en met mij vele a123 gebruikers hanteren 3,6V. Das beter voor de levensduur, zeggen ze...

3Noreen schreef :
Jemig, dat klinkt toch een beetje houtje touwtje en kan echt veel mooier. Geen origineel a123 systeem vermoed ik...?

captain koek schreef : Dank captain koek voor de complimenten.
Mijn tegen argumentatie komt uit de praktijk:
Vier jaar een Umax van 4,0V en geen problemen... Zeg het maar!
Houdt er dan ook rekening mee dat mijn laadstroom nooit de 2A te boven komt. Als je er 30A bij 3,9V in kunt persen, zou dat ook wel iets anders kunnen liggen.
Als je de tijd hebt: lage laadstroom! Als je haast hebt en naast de accu staat, kun je een hoge laadstroom permitteren.

Weet je hoe ze een 'bolle LiYFePO cel' repareren? Zo:


Weet je wat er in zit? Dit:


Groeten, Peper.

Zo zie je maar weer hoeveel die lifepo4 kan hebben!

captain koek schreef :
Toch wel. Ook naar uitgebreid contact met Albertronic konden ze alleen maar bevestigen dat het zo was. Mogelijk bij een nieuw product zouden ze er rekening mee kunnen houden.
Jammer van de 432 euro excl btw die ik er voor uitgegeven heb.

Goh, dat valt me weer tegen van a123.

Hmmm, nog even gegoogled, maar kan niets vinden over een originele a123 BMS of coulomb counter.

Misschien ben je gewoon bedonderd

Ik heb wel geëxperimenteerd met 'balancers op de cel' Dat werkte wel tot 1A en dat was mij net te weinig. Op de foto is de transistor nog zonder koelblokje en worden ze giga heet. De balanceer stroom kon niet hoger dan 500mA zijn op straffe van het smelten van de junctie!

Het leuke is dat je met een beltransformator van 10W en een spanningsverdubbelende gelijkrichter schakeling 4 LiYFePO cellen kunt opladen met deze laadshunts erop. Kosten: ik schat 4 tienen max. en dan kost het kastje nog het meest. Goed, toegegeven, ik ben van 'houtje touwtje'. Zolang het goed werkt maakt mij dat niets uit!
Groeten, Peper.

Maar t werkt en is 428 Euro goedkoper, ex btw....

Eerlijkheid gebied ook te vertellen dat ik ook meer dan €100 aan doorgebrande Fet's, ferrietkernen, printplaatjes etc. heb uitgegeven bij het zoeken naar die robuuste balancer... Dat beschouw ik maar als leergeld!

Peper, 3Noreen, dank voor jullie antwoorden. Begint allemaal wel concreter te worden.
Strak aangelegd op die foto's!

We zijn aan het puzzelen hoe we zo robuust goedkoop en simpel mogelijk 3*160ah/12v (12 cellen totaal) kunnen installeren.

De stromen zijn best wel fors:
laders:
- zon: 35amp
- dynamo's: 200 amp
- wind: 13 amp
- victron multi: 120 amp
Allemaal geregelde meertraps laders die standje AGM kennen en dan 14,4V als max hanteren (3,6V per cel, prima)
Voor te hoge laadspanning ben ik daarom niet bang.

Gebruikers: de ergste is de victron multi met ruim 200 amps, maar ook de ankerlier lust wel wat!

Het te diep ontladen zou met een zwaar relais kunnen welke bij 11,5 volt de gebruikers afkoppelt. Geen idee of dat makkelijk/goedkoop te regelen is, maar lijkt me mogelijk.

blijft over het opheffen van onbalans tussen cellen. Hier dacht ik eerst aan de balancers van EV (4 euro/stuk) maar die beginnen hun werk bij 3,67. Bij een max van 3,6 gaan die dus nooit aan de bak. Hier zou de oplossing van Peper wel eens heel mooi kunnen werken omdat je die zelf kan instellen. Zou het dan mooi zijn om ze op 3,55 in te stellen bijvoorbeeld?

Nu vraag ik me nog af of dat goed gaat met de meertraps laders. Bij een loodzuur snappen die prima dat bulk laden klaar is en vallen ze naar float laden op een lagere spanning. Prima als ze de li-ion ook zo laden, maar snappen ze wel dat ze naar float moeten? Het is onwenselijk als ze denken dat de li-ion cellen nog steeds volle bak nodig hebben, terwijl je dan driftig de balancers aan het warm stoken bent...
Zou ik op deze manier een geweldig vuurwerk organiseren, of zou het een werkende oplossing kunnen zijn?

Li-ion heeft verder alleen maar geweldige voordelen, zeker op een catamaran waar elke kilo te veel is...

in het geval van Peper z'n ontwerp had ik toch een microcontrollertje toegevoegd met een Rs485 bus oid.
dan kan je mooi zien wat iedere cel afzonderlijk doet, qua stroom en spanning. En een alarm afgeven als er iets fout gaat met spanning, stroom of temperatuur.

(Evengoed nog wel een uitdaging omdat ieder regelaartje op een andere spanning werkt!)

alweereengijp schreef : Even er vanuit gaande dat je geen 36 volt systeem wilt. Lijkt ook onwaarschijnlijk gezien de amp's die je noemt. Raad ik je aan geen cellen parallel te zetten. Het hele balancer idee wordt dan moeilijker. Het is de bedoeling van het balancen om kleine individuele verschillen tussen de cellen te compenseren. Met telkens 3 cellen parallel is dat lastiger.
alweereengijp schreef :
Ik heb mijn balancers op 3,58 (14,3) staan. Mijn alternator en solar regelaars op 14,4. Hierdoor komen er 1 of 2 balancers aan het einde van de laadcyclus aan de "bak" zonder dat ze al te heet worden. Als ik lang genoeg op 14,4 blijf zijn ze net allemaal aan het werk. Vaak gebeurt dat niet. Zie volgende opmerking.
alweereengijp schreef :
In de praktijk werken meerdere intelligente laders niet zo slim. Ze schakelen terug als de stroom bij een ingestelde spanning onder een drempelwaarde zakt. Echter als zowel alternator al zonne cellen als wind aan het laden zijn kan de stroom sterkte vanuit één van die apparaten onder de drempel waarde zakken terwijl de laadstroom op de accu nog redelijk hoog is. Doordat er nog andere bronnen staan te "pompen". Dus schakelt het de slimme regelaar op basis van wat die zelf bijdraagt in een te vroeg al terug. Het enige moment dat ik daadwerkelijk een accu vol status krijg is als er maar 1 van de stroom bronnen aan het werk is. En dat gebeurt niet al te vaak. Mogelijk tijdens mijn tochten eens per week. Mijn zonne cellen houden stil liggend net mijn verbruik bij. Tenzij er 5 dagen lang geen wolk aan de horizon verschijnt. Het leuke van LiYFePO is dat ze het beter hebben als ze niet al te vaak helemaal volgeladen worden. In mijn praktijk schommelen ze gedurende de vakantie bijna permanent zo rond de 60-85%. Wat mijn oude loodaccu's niet in dank afnamen.

Andersom kan ook het geval zijn als er een grote gebruiker aan staat. Echter dit is geen probleem dat dan de regelaars op bulk blijven. de stroom gaat dan toch direct naar de verbruiker en niet richting accu. En de spanning berijkt niet de ingestelde max waarde. Tenzij je een dusdanige grote lader hebt die zoveel stroom kan leveren dat zowel de accu als de verbruiker voorzien kan worden van een spanning & stroom van de ingestelde max spanning.

roozeboos schreef :
Chris we zitten natuurlijk met smart te wachten tot jij iets moois op de markt brengt. Zoals dat met de mux gaat is natuurlijk fantastisch. Een fabrikant die zijn product aan kan passen aan de wensen en praktijk van de markt.

Een 'current fold back' is alleen zinvol bij loodzwavelzuur accu's om na het bereiken van 14,5V (accu op 100% capaciteit) de laadstroom en de laadspanning 'terug' te vouwen naar 13,8V (lood zwavelzuur mindset) om zo min mogelijk elektrolyt te verdampen. Voor Li-ion cellen is dit niet nodig. Er verdampt gewoon niets.

Ik heb me al geuit als verklaard tegenstander van het parallel laden van accu's. Ik verwacht dat de inzet van afzonderlijk geschakelde banken een langer levensduur geeft, maar ik weet dat niet zeker.

@roozeboos: ik ben gewoon niet nieuwsgierig genoeg om via een micro controller de individuele cellen 'uit te lezen' Het is mogelijk wel minder verspilling van energie.
Groeten, Peper.

3Noreen schreef :
hahaha! zeker! +1!

Dus het zou beter zijn om drie blokken van 12 volt te maken met daarin per blok 4 cellen in serie.. Nou dat is geen probleem. Dank voor de suggestie!

Op de site van EV las ik ergens dat het niet goed is om alsmaar te proberen op te laden als de cel al vol is. Daarom ben ik met die foldback wel tevreden. Het zou een langere levensduur kunnen opleveren.

Denk dat als ik 1 van de zonnepanelen zo instel dat deze op 14,8 volt probeert te laden, de balanceerprintjes van EV wel aan de bak komen en het teveel aankunnen. Dan komt de hele set periodiek toch nog aan balanceren toe.

Nu nog even een potig relais opsnorren waarmee de low voltage bewaakt kan worden. Zag dat de BMV van victron al een relais kan aansturen bij te lage spanning. Zou een solid state relais een optie zijn, of verbruikt dat heel veel stroom? Zag dat die een koelprofiel hadden...

alweereengijp schreef :
Wil je nu 36 of 12 volt hebben ?
alweereengijp schreef :
Het meest gebruikt hiervoor is een bistabiel relais (zoek op bistable relay) gebruikt geen stroom, behalve tijdens het schakelen.

Bij parallel schakelen van accu's... kijk ook eens hier: www.zeilersforum.nl/index.php/...el-schakeling#565483
alweereengijp schreef :
Bah, een relais... en een solid state relais is gewoon een dikke FET! Geen contacten met slijtage en oplopende contactweerstand en zo...

Succes met je keuze.
Groeten, Peper.

Peper schreef :
In principe ben ik het met je eens. Als er regelmatig geschakeld moet worden is een FET te verkiezen. Echter in deze specifieke toepassing wil je eigenlijk dat er NOOIT geschakeld wordt. Her relais zit op de zelfde manier in als een smeltzekering. Voor het geval dat je iets stoms doet. Een bistabiel relais heeft dan het voordeel dat het helemaal geen stroom verbruikt. Even aannemend dat een nieuw relais een te verwaarlozen overgang weerstand heeft. Waarschijnlijk minder dan een FET. Verder heeft een FET natuurlijk wel stroom nodig om bekrachtigt te worden.
Nogmaals wil ik benadrukken dat je moet zien te voorkomen dat de zaak zover ontlaad dat alle apparatuur tijdens de vaart uitgeschakeld wordt.
Als ik jou verhaal goed lees heb je dan ook een laadspanning van >16 volt nodig om de zaak weer op gang te krijgen. Waar haal je die vandaan midden op zee ?

Een bistabiel relais vinden met een schakel vermogen voor deze toepassing ik zie als een pittige uitdaging.

Fet heeft geen stroom nodig hoor om te schakelen. Deze schakelt op spanning.