Onderwerp: Elektrisch varen

Een volle Li-ion cel wordt warm als er, ondanks dat deze vol is, toch nog stroom in wordt geperst. Daarvoor is een spanning nodig die hoger is dan de opgegeven eind laad spanning. Warm worden is slecht voor de cel.
Indien ik 100mV onder die spanning ga zitten, krijg ik de cel niet meer tot 100% DOD vol, maar tot 99%.
Bij lood-zwavelzuur accu's worden spanningen van 14,1 tot 14,5V (voor de 12,6V typen) aangegeven. Dit is 100% DOD maar de eind laadspanning is 13,8V. Maar op dat punt is er ongeveer 93% DOD. Om een lood-zwavelzuur accu goed te laden moet deze eigenlijk eerst overladen worden tot 14,5V om vervolgens 'terug te vouwen' (foldback) naar 13,8V.
Door die foldback kun je de lood zwavelzuur accu niet tot 0,1V onder de laadspanning laden, want dan gebruik je minder dan 90% van de DOD.

De lood-zwavelzuur mindset wordt hier toegepast op de Li-ion cellen, terwijl dit echt een hele andere technologie is.
De foldback is voor Li-ion cellen dus niet nodig en geeft alleen maar een ingewikkeld te construeren lader en ook nog minder te gebruiken capaciteit.
Is het beter voor de levensduur van de Li-ion cellen? Heb ik nog nergens gelezen en wat nog meer is, ik heb het ook nog niet ervaren.
Groeten, Peper.

roozeboos schreef :
Het druppel laden wordt als minder goed voor de accu beschouwd.

quote
The damage by the slow over charge at balancing level is the most common reason of a gradual damage to the lithium cells (caused by improper use). We encourage all LiFePO4 users to check their battery pack condition to see of the battery pack is properly charged and balanced. We recommend avoiding continuous balancing of the cells for long time periods.

Continuous balancing = druppel laden.
Beter zou het zijn na het bereiken van de max spanning, bij LiYFePO 4,0 volt max, terug te schakelen naar een "relaxed voltage level" van 3,4 volt.
In de praktijk bij gebrek aan beter ga ik er ergens tussen in zitten en laat max de spanning ophouden bij 3,6 volt. Bij gebrek aan controle per cel. De winst in lading tussen 3,6 volt en 4 volt is niet meer dan 5% van de totale accu capaciteit. Op het einde van het laden loopt de spanning sterk op.

Zoals je merkt zitten Peper en ik niet op de zelfde lijn als het gaat over foldback.

Als je de laadspanning terugzet naar 3.4 zal de batterij zich ontladen naar de lader! dat zal zeker niet de bedoeling zijn. Dus dan moet de lader zichzelf uitschakelen totdat de spanning daalt naar 3.4 volt. ophouden zoals je zegt.

Okay, dat kan ik begrijpen, maar dan moet je dat bij serieel laden ook doen!


Waarom mijn punt, omdat ik een pesthekel heb aan het opbranden van laadstroom in een shunt.
Hoe mooi het ook is, je bent nog steeds energie aan het afvoeren. Zonde toch! en het wordt weer warm/heet, waardoor de electronica weer defect raakt. Dat merk je dan niet en je blaast prompt een dure cel op.

Ik wil best een dure accu kopen , maar de boel moet wel (lang) heel blijven. Anders is een goedkope loodaccu nog steeds goedkoper.

Het enige nadeel van een enkele cel parallel is dat de laagste spanning nogal laag is: 2.8 volt. Eeen beetje dc/dc converter is daar niet blij mee. maar dat is een volgend probleem.

Het idee is dus om meerdere cellen parallel te zetten ipv serieel, met die rare energie verspillende belancers.

Ja, ik ken jouw insteek in deze zaken zo langzamerhand wel en ook ik heb een broertje dood aan 'Dom en Doelloos Dissiperen'.
Bedenk dat dit dissiperen alleen plaatsvindt bij volle cellen en op het moment dat er ook maar 1mA wordt opgenomen, dit niet meer wordt gedissipeerd.
Je kunt het zo in elkaar zetten dat indien meer dan 2 balancers dissiperen de zonnepanelen worden afgeschakeld en de lading stopt. Dan krijg je een behoorlijke reductie van de warmte ontwikkeling.

Ontladen via de lader komt niet voor (of jij moet een paar uA lekstroom van een keercel bezwaarlijk vinden).

Als je de cellen parallel gaat zetten, kun je beter een goedkope loodaccu nemen. Daarvan bestaat de onbalans dissipatie in de vorm van elektrolyse en van warmte in de cel. Dat 'accuwater' is goed bij te vullen met gedestilleerd water. Overigens is die verspilling van energie dan waarschijnlijk groter dan bij het gebruik van een balancer, alleen je ziet het niet zo goed.
Groeten, Peper.

Het kan ook met 3 fets per balancer. Twee koppelen de betreffende cel af en de derde schakeld de laadstroom door.

rooiedirk schreef :
Maar dan moet je weer moeilijk gaan doen met hoge spanningen en drivers om die fet's aan te sturen...

@rooiedirk & It Paradyske:
Been there, done that, bought a T-shirt and grown out of it!

Ooit geprobeerd met een VCO joule thief een fet gepulst aan te sturen op het moment dat deze de stroom om moet leiden. Dat werkte voor geen meter, eenmaal oscillerend slaat die joule thief oscillator pas af bij 0,5V. Daarboven blijft deze de fet 'open houden'. De spanning van de 'programmeerbare zenerdiode' had daar geen enkele invloed op!

Onder de 4V blijven de bipolaire transistoren de handigste schakelaars. De Uce_sat maakt ze echter weer ongeschikt om als 'afkoppelaars' van de cel te werken. Een kleinigheidje houdt je toch...
Groeten, Peper.

Net eens even wat literatuur doorgespit, paper van Texas Instruments over balancing van 8 kantjes. Heel verhelderend.
Onbalans per cycle is dus eigenlijk maar heel klein, voor Li-ion in de orde van 0,1% en dan is een balancer in de vorm van een zener een prima oplossing.
Voldoende zelfs als je met kleine stromen laad. Je shunt dan gewoon het hele vermogen van het zonnepaneel weg.
Die warmte stop je dan wel weer in de boot, da's jammer.
Dus tijd voor Shunt 2.0 in wat grotere installaties?
Een mooie oplossing zou dan zijn: monitoring per cel.
-Spanning
-Temperatuur cel
-Temperatuur shunt.
Een pic-controller in DIP-8 met 3 ADC's en 2 io voor communicatie.
Seriële communicatie via optocouplers.
Alle communicatie in serie, anders wordt je gek van de draden.
Bovenste (of ondeste ) cel verteld aan nummer 2 zijn spanning en temperaturen. Nummer 2 stuurt dat door met zijn eigen gegevens aan nummer 3, etc.
Na nummer 16 komen er dus 16 datapakketjes uit met alle gegevens van de hele bank. Een mooie app levert een keurig grafisch overzicht van alle gegevens.
Zo gauw een van de cellen gaat shunten schakelt de controllogica de (zeer hoge) laadstroom terug naar iets waar de shunts rustig een poosje mee overweg kunnen.
Als alle cellen vol zijn dan stop je met laden.

Tja, als ik tijd had zou ik er mee aan de slag gaan....

@It Paradyske:
Bestaan er zeners van 2A en een Uz van 3,60 V en een vermogen van 8 - 10W? De Uz moet dan wel een scherpe knik hebben en niet over een traject van 1V 2A gaan doorlaten.
Dan wordt de balancer wel heel eenvoudig!
Je hebt me al eerder op leuke omvormers gewezen en daarmee heb je bij mij verwachtingen geschapen...
Als je de stroom door de zeners zou kunnen optellen in een schakeling, dan kun je de uitkomst daarvan gebruiken om op 12, 24, 36, 48V een dikke FET te schakelen en zo het zonnepaneel af te koppelen en te stoppen met laden. Dan blijft de warmte buiten de boot.

Ik ben een 'rivier vaarder' en als er een 80.000 ton vrachter vol met zand op vol vermogen aan komt varen, dan 'schijt ik bagger', sta ik aan het helmhout met een 'volle broek' te kijken hoe ik er zonder problemen langs kom en ga ik echt niet op een scherm kijken hoe mijn accu er voor staat, dan moet het gewoon werken. 'En nait soezen' zeggen de Groningers dan. (?'Net emelji' voor de Friezen?) Mijn monitor is dan bij voorkeur een analoge meter met onderdrukt nulpunt en een schaal van 40 tot 60V met blauw, geel, groen en rood in de schaal om in een oogwenk aan te geven hoe de zaak ervoor staat. Veel minder sexy dan een app, maar wel KISS! (OK, een led bar indicator met zo'n LM3914 vind ik ook goed). Vraagt maar 2 draadjes en is grafisch... staat de wijzer in het groene gebied, dan is m'n accu's voor meer dan 50% vol, staat de wijzer in het geel dan is het 20-50%, staat de wijzer in het blauw dan is het <20% en staat de wijzer in het rood, dan werken m'n balancers niet goed en moet ik een slaapzak over mijn zonnepaneel gooien of de sleepgenerator uit het water halen, of beide.

Zoiets dus. Zelf gemaakt en erg 'houtje touwtje', maar het werkt wel!
Het past de 'E-mensch' (Belerion II, roozeboos, It Paradyske, WADnWIND en nog vele anderen en ik hoor daar ook bij) om heel secuur met meetwaarden en grootheden en eenheden om te gaan, maar op mijn 24 voetertje heb ik niet veel ruimte en dan moet ik ook wat met die gemeten eenheden en grootheden kunnen doen, anders hebben ze geen nut. Oog in oog met een 6 bakken duwbak combinatie op de Waal met een kielzog van een tralaladuizend pk motor, interesseert mij de individuele celspanning, laadstroom en cel temperatuur van mijn 16 cellen accubatterij geen ene ruk! Dan moet de motor het gewoon doen.
Behouden Waalvaart wenst u, Peper.

het is natuurlijk wel handig m voordat je de rivier opgaat te weten dat alles juist is opgeladen, en er niet 1 cel op klappen staat.
zodat ie tijdens de trip 'nait goat soezen'.

eigenlijk moet je dan iedere cel meten.

die balancers van jou beveiligen de cellen. Een balancer kan stuk. Zeker als tie warmte op moet gaan stoken.
Je moet echt een alarm krijgen als dat optreedt. Anders kan het een dure worden.

Volgens mij is dit bijna wat It Paradyske wil maken: www.fleck-elektroauto.de/shop/...tterieüberwachungen/

Even naar onderen scrollen. Alleen geen printje per cel, maar een draadje naar het balanceerbord per cel. Maar ik zie een uitdaging voor Roozeboos, zodat hij zich niet hoeft te vervelen als de Mux helemaal af is

Oeh, dat is wel een lekkere winkel... Ik zie ook hele leuke accu's en erg leuke elektromotoren!
Groeten, Peper.

Peper schreef : Die balancers van jou zijn al van dat soort zeners!Daarom noemen ze dat ook baggerschepen.

Voor je KISS aanpak is natuurlijk veel te zeggen, maar je cellen afzonderlijk in de gaten houden is ook belangrijk!

Een jaar later... Een schop omhoog.
Waar staan we met elektrisch varen?

De elektromotoren zijn uit hun kinderziekten. De lagerafdichtingen en de problemen daarmee, komen veel minder voor. Bij de inboard modellen is dit nooit echt een probleem geweest.
De met koolborstels uitgeruste motoren en hun rendement van rond de 90% gaan langzaam verdwijnen en worden vervangen door de borstelloze gelijkstroom motoren met een rendement van 95% en meer. Zelfs door MinnKota is de brushless DC motor geïntroduceerd.
Torqeedo heeft een 380V 3-fase brushless DC motor getoond met een vermogensafgifte waarvan bij een powerboat de motor afslaat.

De Lithium ferrofosfaat technologie wordt de vervanger voor de lood-zwavelzuur technologie. De prijs is nog steeds vier maal hoger, maar de levensduur is inmiddels bewezen vier maal langer en het laad-ontlaad rendement is minimaal 35% beter. Daarmee is de accu ook zuiniger.
Voor computers en 'cordless' gereedschap heeft de Li-polymeer accu de ni-cad en ni-mh accu al vervangen. Het geringe gewicht en het geringe volume bij dezelfde capaciteit heeft hierbij de doorslag gegeven. Zouden er Li-ferrofosfaat accu's in tablets zitten, dan zijn deze weer terug op het niveau van de laptop's.

Één ding is niet veranderd, het is nog niet mogelijk om het energie equivalent van 100 liter diesel in een accu aan boord te nemen zonder een buitensporig grote accu in de boot te zetten.
Wel is het nu mogelijk een Li titanaat ionen accu bijna net zo snel te vullen als een tank diesel. Binnen 6 minuten vol! Trek je de vergelijking door, dan is het wel zo dat de walstroom aansluiting het meest weg heeft van een tankstation waar de diesel alleen druppelend uit de slang komt en het toch lang gaat duren voordat de 'tank' vol zit.

Voor de zeiler is dit geen echt probleem. De motor is de secundaire aandrijving en er wordt in eerste instantie zonder de motor gevaren. Voor de motor-vaarders is dit wel een breekpunt. Zij moeten nog veel accu capaciteit installeren om langere afstanden af te leggen.
Voor de rivier-zeilers is dit ook nog een bezwaar, als je er twee dagen over doet om van Ketelhaven naar Zutphen te varen en dit niet zonder draaiende motor kunt doen, dan is het duidelijk dat de energie inhoud van de accu voor dit soort tochten nog de bottle neck is.

De lood-zwavelzuur accu als service-accu is inmiddels door de LiFePO₄ accu links en rechts ingehaald. Het rendement en de levensduur van de LiFePO₄ accu's zijn in alle gevallen boven die van de lood-zwavelzuur accu's verheven. Daarbij zijn de LiFePO₄ accu's ook nog lichter en kleiner ten opzichte van de lood-zwavelzuur accu's. Tijdens een lange tocht wordt zo'n 35% van de door zonnepanelen opgevangen energie door lood-zwavelzuur in warmte omgezet in plaats van te worden opgeslagen. Bij LiFePO₄ accu's is dit ongeveer 5%.

De elektro-energiebehoefte uit de service accu aan boord is nog steeds stijgend. Is er gewonnen door in plaats van een notebook een tablet te gaan gebruiken, dan is een koelkastje aan boord 'toch wel erg fijn' en gaat de winst in energie naar de koelkast. Het is niet eerlijk om hiervan de schuld te schuiven op 'de koelkast', ook uitgebreidere navigatie- en communicatie-apparatuur nemen een deel van de opgewekte energie voor hun rekening. Grotere zonnepanelen zullen dit niet op kunnen vangen.
Het rendement van zonnepanelen neemt nog steeds toe, maar is nog onvoldoende om de groeiende energiebehoefte uit de service accu te dekken. Er zijn drie-laags zonnepanelen (triple junction panel) met een totaal rendement tussen de 50 en 60%, maar zij zijn nog te duur voor de watersport en kennen alleen heel specifieke toepassingen waar zij hun hoge prijs rechtvaardigen.
Er kunnen ook zonnecellen worden gemaakt met bramen- of bosbessensap, zij zijn heel goedkoop, maar geven niet meer dan 6% rendement. Binnen de watersport is dit niet de weg. We blijven zoeken naar die ene extra energiebron, waarvan we 'onderweg gebruik kunnen maken'.

Die hebben we wel:
De alternator op de motor. Dit is de mogelijkheid met het slechtste rendement, maar is het meest gebruikt. Door het slechte rendement zal de alternator alleen niet de gehele energiebehoefte af kunnen dekken, zeker niet bij lood-zwavelzuur accu's als service accu. Er kan een 'zwaardere alternator' worden gemonteerd. De opgewekte energie is duur en vraagt een extra lading aan boord.

De zonnepanelen zijn al genoemd. Zij leveren niet waarschijnlijk voldoende energie om de gehele energiebehoefte af te dekken. Ook hier geldt dat lood-zwavelzuur accu's de situatie negatief beïnvloeden. De opgewekte energie is gratis en vraagt geen inname van brandstof.

Windgenerator/hydrogenerator: zij geven een hoge energieopbrengst, maar met onvoldoende zekerheid. Met een zeer hoge accucapaciteit kan dit dekkend zijn, maar vraagt om een grote investering om voor tenminste 7 dagen autonomie op te kunnen slaan (het kan best een week niet of nauwelijks waaien). De opgewekte energie is gratis, maar vraagt een veel omvangrijker installatie dan zonnepanelen. In combinatie met zonnepanelen ontstaat een zeer hoge zekerheid van energie voorziening.

Voor hen die ook voor de 2e aandrijving van elektriciteit afhankelijk zijn, is er geen alternator op de motor. Voor hen is er de mogelijkheid een micro-generator in te zetten om energie op te wekken. Ook nu geldt weer: een slecht rendement (wel iets beter dan bij de alternator op de motor), duur en een omvangrijke installatie. Gehele dekking van de energiebehoefte, ook voor de 2e aandrijving, is mogelijk.

Natuurlijk zijn er nog meer energie bronnen in de vorm van brandstofcellen, tot fusiereactoren toe. Zij zijn nog niet makkelijk te verkrijgen en daarom nog niet toepasbaar. Wat niet is kan komen.

Ik heb met succes gebruik gemaakt van een micro-generator op benzine. Ik wil echter een vaste generator aan boord en op diesel. Ik zal voor de aanpassing van een dieselmotor met een 3-fase generator voor gebruik aan boord een apart topic openen (alweer één? Ja, alweer).
Groeten, Peper.

Zomeer maar even tussendoor: De Tesla op het water

Stel je hebt een 50 ft zeiljacht van Aluminium met een waterlijn van 14,50 meter en een Displacement van 15.250 kg en je wilt daarmee elektrisch gaan varen, 2 motoren elk met een maxprop

Vraag hoe KW moeten je elektro motoren zijn.

Rompsnelheid is volgens mij 9,30 kn/pu

Rev schreef :
www.vicprop.com/displacement_size.php

vicprop.com/planing_size.php

Hoe hard wil je varen?

It Paradyske schreef :
80% van de rompsnelheid moet minimaal haalbaar zijn, dus ongeveer 8 kn per uur.

WADnWIND schreef : Dit is gebaseerd op verbrandingsmotoren, metname diesels.
Vermogen afgegeven door een schroef is afhankelijk van torsie, niet vermogen. Bij een diesel is er een maximale torsie voor een toerental/vermogen verhouding. Het mooie van een electrische aandrijving is dat je een maximale torsie beschikbaar hebt bij zeer lage toerentallen. Het rendement van een electromotor is dus zeer veel groter dan van een verbrandingsmotor.

Even ter verduidelijking: de boot die Rev schetst heeft waarschijnlijk genoeg aan een 40 kW dieselmotor. Maar een 15 tot 18kW generator kan waarschijnlijk genoeg vermogen leveren om met een electromotor een zelfde snelheid te genereren. Vandaar dat onder bepaalde omstandigheden brandstof besparingen van wel 50% mogelijk zijn met een diesel electrische aandrijving in vergelijking met een conventionele diesel opstelling.

klopt Erik,

Wat ik heb kunnen berekenen, zou ik met een conventionele diesel en uitgaande van 80% van de rompsnelheid genoeg hebben aan een diesel van 45 pk / 34 Kw, uitgaande van de volgende formule 2.45 x v waterlijn (in meters) = rompsnelheid in knopen. de wortel uit 14,50 = 3.8 x 2.45 = 9.30 kn/pu ruim 17 km/pu.

Als je er een 3 blads maxprop aan koppelt dan haal je alles uit je vermogen wat je hebt, de maxprop zou op dit moment de meest efficiënte props zijn. Als je dan in plaats van 1 diesel zou kiezen voor 2 generators met de schroeven een meter uit elkaar , zou je het beste rendement moeten halen uit een klein vermogen.

Voor alle duidelijk, ik zoek naar de ideale volledige elektrische opstelling, geen hybride (diesel/elektra)

Knoop = Mijl per uur

douwe schreef :
ja beweer ik wat anders dan?

Je noemde een aantal keer kn/pu. Dat is dan dus mijl per uur per uur.

Menno schreef :
Mijn excuses bij deze ik had inderdaad /pu er niet achter mogen zetten Een knoop is dus een snelheid van 1,852 km/h of 0,5144... m/s. Daar een knoop al een snelheid (afgelegde afstand per tijdseenheid) is

Goed maar is dit niet een beetje mieren neuken of spijkers op laag water zoeken, jammer dat het forum wat dit betreft in de loop der jaren nog niet veranderd is.

Maar kunnen we terug ON-topic gaan, ik ben namelijk meer geïnteresseerd in hoeveel vermogen ik moet hebben, bij 2 generators. (oeps) generatoren of wel elektro motoren.