Onderwerp: Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers

Idee:
Men nemen super-zener-balancers, knoopt er een ledje aan die aan gaat als ie z'n max stroom heeft bereikt (of al iets eerder), ipv dat ledje doen we dan een optocoupler, al die optocouplers samen doen we dan naar wat logica:
een OR: geen opto actief: maximale laadstroom,
OR uitgang 1, een van de balancers doet het, de heel grote laadstroom moet terug naar bijv. 1A
een AND, alle cellen vol, de 1A mag verder terug naar 10 mA.

@peper,
volgens mij ben je oplossingen aan het zoeken voor een niet bestaand probleem.

De accus worden gewoon geladen met alle stroom die aanwezig is. Teveel stroom zal er welniet beschikbaar zijn, zo hebben we eerder uitgevonden. de lader mag alleen niet boven een bepaalde spanning aanbieden ( CV)
uiteindelijk zijn de cellen zijn weer vol en de stroom loopt terug.

De balancers regelen daarna op hun gemakkie de eventuele overspanning per cel terug. met zeg 700 mA max.
Dat is dus in feite de enige energie die over is.

Nu kan je dat gebruiken om de legere cellen te laden daarmee (tijdens het laden dus al) . Maar de electronica daarvoor is behoorlijk complex en duur. En trekken ook weer vermogen uit de batterij.
De beste keuze is m.i. dus: jammer maar helaas.
Zoveel zal het ook niet zijn. je ziet ook hoe klein die opschroef[printjes zijn. daar kan je echt niet een krat bier mee koelen.

Als je al die optocouplers in serie zet heb je al de AND functie, zet je ze allemaal parallel, dan heb je een OR functie! Scheelt weer een chippie, maar vooral de voeding van dat chippie!
Groeten, Peper.

@roozeboos:
Je laadt dan al op tot overspanning... Dat wil ik eigenlijk niet. Hoewel ik geen idee heb van hoe erg dat is, of hoe slecht. (gezien de geschiedenis van de eind laadspanning de afgelopen 4 jaar, kon dat wel eens helemaal niet erg zijn. 3Noreen? Hier ben jij goed in!)

Ik wil dus bij het laden al balanceren, niet nadat de cellen al bijna overladen zijn. Ik ga uit van 'overladen is overlijden'.
Voor de minder 'elektrisch bekende' forummers zoek ik eigenlijk naar de 1 op 1 vervanging van de loodzwavelzuur accu. Zij kunnen dan hun oude gewoontes blijven volgen (behalve dan het bijvullen van de qua dest.) zonder de accu te vernielen.
Dat is ook de reden dat ik niet zo'n grote belangstelling heb voor het monitoren van de accu's.
Groeten, Peper.

roozeboos schreef :
Peper zoekt een oplossing voor een probleem dat hij zelf gecreëerd heeft. Hij heeft een lange string nodig om zijn elektrische motor aan te drijven, en gebruikt uit de lange string een aantal delen om 12V verbruikers in verschillende groepen te voeden.

Daardoor krijg je een heel onregelmatige ontlading van een deel van de string, met alle problemen van dien om dat weer geladen te krijgen.

IMHO is de situatie van peper niet representatief voor wat men hier in het forum wil: een loodaccu vervangen door een LiFePo4 accu.

De situatie van peper krijg je zonder een geavanceerde lader, en geavanceerde balancers niet opgelost. Je kunt in de situatie komen dat de helft van de string helemaal leeg is, en de andere helft helemaal vol. Je moet dan het halve laadvermogen (!!) weg dissiperen, om de lege helft vol te krijgen.

Peper noemt dat heel tactisch "asymmetrische belasting", maar dit is wat hij in feite bedoeld.

JohnBerg: Dat zie je helemaal goed!
Maar als dat werkt voor 16 in serie staande LiFePO cellen, werkt het ook voor 4 cellen die niet zijn geselecteerd op gelijkheid of 'uit dezelfde batch' komen!
Daarmee is het wel interessant voor forummers die uit losse cellen een 12V accu willen maken om een loodzwavelzuur accu te vervangen!
Het is ook interessant voor forummers die 24V nodig hebben om hun ebbm aan te drijven of een pomp voor een side thruster aan te drijven of anker en schoot-lieren of boegschroef.
Je gaat aan deze gebruikers voorbij! Dan deugt je marktonderzoek niet of je luistert niet naar de vraag uit de markt.
Groeten, Peper.

@peper: ik ben het niet met je eens! Een gebruiker met 4 cellen voor een 12V vervanger zal nooit in de situatie komen dat één van de cellen helemaal leeg is, en de andere 3 vol.

Initiële kleine verschillen worden nu juist door een "kleine" balancer weggewerkt in de eerste paar laad/ontlaad cycli. Maar je gaat niet het halve vermogen van de accu verstoken in een balancer.

Als je dat ooit tegenkomt moet je er van uit gaan dat je "systeem" stuk is.

Voor 24V is hetzelfde waar: je gaat die string ook niet "asymmetrisch belasten", zoals jij dat doet.

Je kiest eerder voor een 24V naar 12V DC/DC converter, om toch maar niet in de situatie van die halve lege string terecht te komen. Of een separaat 12V systeem.

Bedenk je maar eens wat je zou doen als van een loodaccu alle draden van de 6 cellen naar buiten gevoerd zouden zijn, en je van 5 cellen 2V meet, en van één cel 0V. Dan gooi je de accu gewoon weg, want daar kun je electronica tegen aan gooien wat je wil, dat krijg je over de buitenste draden nooit meer goed.

Ik begrijp weinig van alles wat jullie zeggen, excuus daarvoor; te weinig verstand van zaken.
Ik troost me met de gedachte dat ik al bijna 5 jaar gelukkig gebruiker ben van LiFePO4 batterijen.

Wel zie ik tekst langskomen over asymmetrisch ontladen bij een x*12volts bank waar je 12 volt uit wil trekken.
Ik heb daarvoor een "Step-up/down converter equalizer" aan boord. Ik heb m vooralsnog (al. 5jaar...) geschakeld als een een simpele 24=>12volts converter, maar het ding maakt het ook mogelijk om twee 12 volts banken die samen 24 moeten geven te equalizen met een heel forse stroom.
www.altestore.com/static/dataf...Q_12-24-2_Manual.pdf
Leverancier: www.solarconverters.com/index....izer/158-eq-12-24-20

JohnBerg schreef :
De monoblok 12V accu is precies het verkeerde voorbeeld en hoort niet huis in de vergelijking!
Zou 1 cel van 6 cellen van een loodzwavelzuur accu kapot zijn, dan vervang je die ene cel. Dan hoef je niet geld uit te geven aan de vervanging van die 5 anderen.
Bij de duurdere LiFePO cellen is het per cel vervangen van kapotte cellen bijzonder interessant!

Verder merk ik uit je opmerking dat je het laadproces niet helemaal beheerst. Een balancer van het 'super zener' type gaat pas bypassen (en pas dissiperen) als de cel vol zit en gooit dus niet het halve laadvermogen weg. Je overdrijft nogal om je gelijk te krijgen. Gezien het onderschrift van je posts is dat voor de hand liggend.
Groeten, Peper.

@Sunday: Jouw "Step-up/down converter equalizer" is in feite een (mooiere) variant op de DC/DC converter die ik in mijn eerdere post noemde.
IMHO is dat idd de weg die je moet gaan.

Peper schreef : Precies!
Een separaat accupack voor deze zware 24V verbruikers wil ik vermijden.

Peper schreef :
Nou vooruit dan. Om gemakkelijk te rekenen stel ik de volle celspanning op 4V, de laadstroom op 10A

4 cellen in een string, 2 vol, 2 leeg.

Laadspanning 16V. Laadstroom 10A Opgenomen vermogen 160 Watt.

De 2 lege cellen worden tot 4V bij 10A geladen daar gaat dus 2 x 4 x 10 = 80 Watt inzitten.

De 2 volle cellen kunnen niks opnemen, en moeten alles bypassen.

Kun je op 2 manieren zien:
1 .Opgenomen vermogen 160 Watt, laden 80 Watt => dissiperen 80 Watt = 50%
2. Bypassen 4V 10A per cell, 2 cellen. Dus dissiperen 2 x 4 x 10 = 80 Watt = 50%

Jouw voorbeeld klopt, ook rekenkundig! Is het voorbeeld ook praktisch? Wanneer zul je in een string van 4 2 lege en 2 geheel volle cellen hebben? Dat kan, als je net 2 kapotte cellen na de zoveelste laadpoging hebt vervangen door nieuwe.
Dan moet je inderdaad 50% van het vermogen dissiperen. Een uitzonderlijke situatie, maar niet onmogelijk... Voor deze situatie zou recuperatie van het balanceer vermogen heel mooi zijn.
Groeten, Peper.

Als je een systeem ontwerpt zul je moeten uitgaan van een "worst case scenario", of zoals in een datasheet altijd staat "absolute maximum ratings".

In de praktijk zul je waarschijnlijk niet in die situatie terecht komen. Maakt niet uit, je zul toch moeten ontwerpen op de "absolute maximum ratings".

Maar goed, ga maar eens uit van de situatie van 4 cellen, waarvan er 2 nog 75% hebben en 2 nog 25%. Bereken maar eens hoeveel vermogen je dan in de "super zener" gaat stoppen.

Allemaal vermogen dat je met heel veel pijn, moeite en kosten hebt opgewekt, door wind, zon en zelfs sleepgeneratoren. En dat ga je dan in de balancer opstoken.

Ik ga niet eens uitrekenen hoeveel vermogen ik dan opstook! Ik ga aan 'lateral thinking' doen en denken hoe ik dat vermogen nog nuttig kan gebruiken!

Een 8-voudige string met een midden aftakking betekent ook redundancy! Ook iets waar je niet aan denkt in je bezwaren. Je kunt dan overschakelen naar de andere helft van de string als er problemen zijn. Dat is niets voor 12V accu's maar wel voor 12V installaties die uit een 24V string worden gevoed. Je hebt dan een behoorlijke reserve aan boord. Misschien ben ik wel een doemdenker hoor, maar dit komt uit mijn tijd bij de anesthesie. Daar moet je altijd een back up systeem hebben.

Je gaat met je bezwaren geheel voorbij aan de individuele begrenzing van de laadspanning per cel. Iets wat de 'gewone' balancers niet doen! En nu mag je het probleem niet oplossen met 'dat komt nooit voor', want dit is een 'worstenkast scenario' (zeiden ze in Delft) en er moet over zijn nagedacht en een oplossing voor worden gevonden in de datasheet!
Dus wat als een windvlaag mijn windmolen ineens het viervoudige vermogen laat leveren? Of mijn sleepgenerator? Moet dan de lader het piekvermogen dissiperen of gewoon doorsturen naar de accu's? Kiezen voor de lader opblazen of de accu's?

Een andere vorm van 'lateral thinking' is de inzet van 1 MPPT regelaar voor elke 4 cellen of nog mooier 4 MPPT regelaars voor 4 cellen, voor elke cel 1. Dan balanceert de lader alles perfect! Een optimale oplossing! Wil wil er 4 MPPT regelaars van 2,5 tot 3,7V aanschaffen om de 4 cellen te laden?

Ik heb op Nijenrode geleerd te werken met scenario's. Dat is erg boeiend, ook als het wordt case scenario's zijn.
Groeten, Peper.

Ik laat het er verder bij. Ga ook niks meer voorrekenen.
Het was een leuke excersitie vanaf de tekentafel, maar zo heeft het weinig zin.

Iedereen zal ondertussen wel snappen hoe het zit.

JohnBerg schreef : Nou, ik niet dus. Bij voorbaat excuses voor mijn onwetendheid maar kan iemand nu eens in Jip en Janneke taal uitleggen waarom jullie het niet met elkaar eens kunnen worden.

Wat mij ook dwars zit is dat JohnBerg tegen het advies van EU power in gaat. Er van uitgaande dat zo'n club weet waar ze het over heeft maakt het voor mij als technisch geschoolde meelezer met E-hiaat er niet makkelijker op.

Één ding staat voor mij wel als een paal boven water, het tijdperk van de loodaccu aan boord is passé. Aangezien ik een nieuwe boot aan het bouwen die bij een laag gewicht een hoge energie behoefte zal hebben volg ik de ontwikkelingen op energiegebied op de voet om in de loop van dit jaar een weloverwogen besluit te kunnen nemen.

Ben het wel eens met johnberg. Tijdens het laden om de cel leiden van 25-50 ampere aan laadstroom ga je niet winnen hoor.
Afgezien van het bijhouden van welke cel meer of minder krijgt.
Het dissiperen van die vermogens moet je niet willen doen.
En nogmaals, is niet eens een probleem wat opgelost moet worden.
Het is wel een mooi streven. Dat wel. Maar het leven is te kort om dit te moeten willen.

Henny het fascinerende van fora is niet de gegeven info, die is per slot in dit geval met kennis opgedaan op de middelbare school te bekomen, het is juist hoe verschillende forum leden onderling een psychologisch sociologisch spel spelen. Daar heb jij toch wel genoeg kennis van om voor je zelf de juiste richting te vinden ?

Noballast schreef :
Zie de accu als een grote zwarte doos. Daar stop je moeizaam opgewekte energie in. Ik ben van mening dat je daar zo weinig mogelijk van verloren moet laten gaan.
Peper is van mening dat ie gerust tot wel de helft verloren kan laten gaan, en dat hij een slim systeem moet bedenken om het deel wat hij verloren laat gaan terug te winnen. Hij noemt dat een recupererende balancer.

@Sunday heeft een systeem wat het wel slim oplost. Daar gaat niets (of heel weinig) verloren.

Noballast schreef :
Ik had toch ook voor oplossing 2 gekozen, net als EU power???

Ik heb alleen een filosofisch uitstapje gemaakt naar de werking van balancers in dat systeem. PvO heeft daar terecht een paar kritische kanttekeningen bij gemaakt.

roozeboos schreef :
Zo denk ik er ook over...

@JohnBerg bedankt voor de toelichting.

3Noreen schreef : Zeker, alleen kwam ik op de middelbare school tot de ontdekking dat ik maar beter een timmervak kon leren. Daarom lees ik over dit onderwerp met rode oortjes mee en probeer de haantjes in te schatten

Een plaatje ter vermaak. CC - CV Cmax = 12A Vmax = 14,6 BMS schakelt af als één van de cellen meer dan 3,68 meet. Balancers kunnen 1A maximaal verwerken. Capaciteit accu 300 Ah.

Mooi plaatje!

Ik zou verwacht hebben dat als de gele lijn oploopt (= spanning over de cellen) je op enig moment de CV fase zou ingaan, en de stroom (= de rode lijn) langzaam zou terugvallen.

Het lijkt erop alsof hier niet met een CC - CV methode geladen wordt, maar alleen CC (= 12A) ?