Onderwerp: Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers

Ik hoop in de elektronica iets dergelijks te vinden. Zo niet, dan kan de snellader alleen worden gebruikt als er iemand bij staat en een knop ingedrukt houdt. Dan kan ik er wel een maximaal alarm met een hele nare piëzo schreeuwlelijk op zetten. Zoiets heb ik voor de Elan-schipper al op papier staan:

Dit is een 'brandstofmeter' voor 12V LiFePO₄ accu's
Dit ding maakt zijn ongenoegen bekend als de spanning onder de 10,4V komt (de 'tank' is bijna leeg) en ook als de spanning boven de 14,3V komt (de 'tank' is vol). Ze geven >80dB aan bij iets van 4kHz. Dat gaat werkelijk door merg en been en als je aan het eind van de Pollendam bent, horen ze je nog in Harlingen!


Dit ben ik van plan voor de e-heftruck te maken. Een 24V lader die als de eindspanning wordt bereikt, zichzelf uitzet. Het is een 'langzaam lader' die hooguit 20A aan laadstroom geeft en dus de hele nacht nodig heeft om de 800Ah accubank te laden. Ik heb het ding de 'we have all night' lader genoemd. Maximaal geeft het ding 320 Ah in 16 uur af. Voor de 800Ah cellen is dat 'slow food'. Delen hiervan zijn leuk voor een walstroom lader. Voor LiFePO4 cellen is druppelladen niet nodig en het kan de levensduur van de cellen verkorten. Daarom deze lader die zichzelf afzet als de cellen vol zijn. Dit ding hoeft niet te 'schreeuwen', daar zouden ze in de haven alleen maar last van hebben. Als je 96 uur (of 4 dagen) niet aan boord bent en je toch zeker wilt zijn dat als je vrijdag avond aan boord komt voor het weekend de accu's vol zijn, is dit een prima methode. Bij 5A laadstroom prop je er dan toch 480Ah in en zijn zelfs lege 300Ah accu's weer mooi vol. Neem je een transformatortje dat 2A levert, dan prop je er in 4 dagen 192Ah in.
Komt de accu aan de 14,2V, dan trekt de lader zelf 'de stekker' eruit. De lader stopt de stekker niet weer terug als de accu leeg raakt, dat moet je handmatig doen.

Dit moet je niet gebruiken voor lood-zwavelzuur cellen, want er is geen sprake van 'na druppelen'. Het is alleen goed voor Li-ion cellen.
Groeten, Peper.

0.6 volt verlies over R37 peper, is wel veel.. zit dat er continue tussen?

R37 zit er continu tussen.
Die 0.6V verlies alleen als er voldoende stroom door loopt. Dan is dat de Ube van de transistor en daardoor gaat deze in geleiding en gaat de LED voor het laden aan.
Loopt de stroom de andere kant op, dan gaat de LED voor het ontladen aan.

Het mooie van deze weerstand is ook dat er bij hoge stromen enige spanningsval ontstaat waardoor de LiFePO4 accu's iets onder hun eind laadspanning blijven.
Er gaat bij 20A wel 12W verloren, maar dat is toch walstroom, dus dat is niet zo erg.

Een Hall sensor is mooier, dan zou je zelfs echt kunnen meten, dit is maar een indicator.
Een andere optie is een analoge meter met een middenstand en een geijkte shunt.
Nog een optie is de inzet van transistoren met een hele lage Ube, dan is er ook minder verlies in de shunt.
Groeten, Peper.

Gebaseerd op de 'automatische uitschakelaar van de walstroomlader' is er meer mogelijk om de LiFePO₄ cellen te 'verwennen'.

Ik ga er van uit dat bij het bereiken van de gewenste eind laadspanning de balancer/limiter alle stroom om de cel heen leidt. Ondanks de hoge spanning op de cel zal er dan geen stroom de cel inlopen omdat de celspanning gelijk is aan de eind laadspanning voor die cel. Bij een spanningsverschil van 0 loopt er geen stroom. Dit heb ik praktisch nooit gemeten, maar ik heb wel 16 100Ah cellen als zodanig behandeld en zij leven nu al 5 jaar. Mijn ervaring met een dergelijk systeem is beslist goed te noemen, maar ik kan er geen eed op zweren dat dit ook goed blijft gaan. Mijn ervaring hiermee is nu eenmaal niet langer...
Vanmiddag had ik een gesprek met iemand over LiFePO₄ cellen en het laden daarvan. Hij wilde dat bij volle cellen alle 'laderij' rücksichtslos zou worden afgeschakeld, iets wat ik bij de walstroomlader ook doe. Ik herinner mij dat 3Noreen dit ook wilde zodat hij de boot niet zou afmeren met een accu op 98% SOC maar zo mogelijk op 30% SOC. Dit omdat is gebleken dat de 'shelf life' van LiFePO₄ accu's dan optimaal is.
Ik heb dit nooit overwogen omdat de door mij gebruikte balancer/limiter altijd een kleine ruststroom opneemt en deze de cel altijd iets ontlaad. Als het donker is en de zonnepanelen genereren geen vermogen zullen de cellen heel langzaam onder de 98% SOC zakken. De 30% SOC zullen ze wel niet bereiken (ja, na een jaar of 3 wel en dan moet je volgens sommigen ook nog niet onder de straatverlichting afmeren, want dan worden ze toch nog weer een beetje 'bijgedruppeld'). Dit resulteerde in de vraag: kun je niet een systeem bedenken dat als de eind laadspanning van 3,65V per cel is bereikt (of zoveel lager als dat je dat wilt) alle vormen van laden wordt uitgeschakeld?
Dat had ik al gedaan voor de walstroomlader, maar dat was logisch omdat je niet wilt druppelladen zoals bij lood-zwavelzuur accu's. Voor het laden via zonnepanelen had ik dit niet voorzien, temeer omdat ik op mijn boot maar met hele geringe laadstromen werk. De accu's zouden sowieso niet vaak op een SOC van 98% of hoger komen.
Voor anderen die meer met hogere laadstromen werken en waarvan de installatie is uitgelegd op het 'nadruppelen' van lading in lood-zwavelzuur accu's, is dit een probleem, zeker bij conversie van lood-zwavelzuur accu's naar LiFePO₄ accu's. Dus heb ik elektronisch voortgeborduurd op het 'afslag systeem' van de walstroomlader, maar nu voor de zonnepanelen.

Deze is uitgelegd voor 24V. Bij het bereiken van de eind laadspanning (ergens tussen de 26,4V en de 27,2V is naar believen in te stellen, maar voor de 'roekelozen' kan het ook hoger zijn), wordt de stroomtoevoer vanaf de MPPT controller in zowel de plus als de min afgeschakeld.
Bij een bijna lege accu wordt de laadvorm niet weer ingeschakeld, dat moet je handmatig doen. 'Kan dat niet automatisch?' Ja dat kan wel, maar dat hoor ik dan wel van jullie!
Groeten, Peper.

Peper schreef :
Opampje, iets zoals de LM324, of 3140 of 3160, die mogen allemaal tegen voeding en min meten.
Kan de shunt kleiner. je kan er dan zelfs een ampere metertje van maken ipv leds, met 0-stand.....

WADnWIND schreef :
Stroom indicator helemaal weglaten? De eerste drie weken zal er wel aandacht voor zijn...
Als daarna Doutzen Kroes komt langs zeilen, is er geen vent meer die op die indicator kijkt, ik zeg het je!
Groeten, Peper.

Eigenlijk hoort dit niet meer bij een ‘drop in replacement’, maar het hoort wel bij Li-ion accu’s en het is totaal ongeschikt voor lood-zwavelzuur accu’s. Het ding zou de levensduur van lood-zwavelzuur accu’s zelfs bekorten. Dames en heren ik toon u:

Een BMS voor Li-ion accu’s met eenvoudige spanningsmonitor en onafhankelijk programmeerbare kantelpunten voor in en uitschakelen!

Tadaa!


Dit is de 24V uitvoering zoals ik aan een ‘gelijkrichter’ wil hangen voor het 24V heftruckje.

Peper, dat ziet er bijna hetzelfde uit als die walstroom lader! Dat klopt! Alleen deze lader slaat weer aan als de accuspanning onder de 23V komt.
Die spanningen waarbij de lader af en weer aanslaat zijn lineair in te stellen. Wie het lef heeft de cellen tot 2,5V te ontladen en dan pas weer te gaan laden… Dat kan.
Wie perse de cellen wil laden tot 4V… Dat kan.

Hoe werkt het?

Wat is het verschil met de walstroomlader?
Die kon alleen worden uitgeschakeld bij het bereiken van de hoge laadspanning. Dat is ook logisch want Li-ion cellen moet je niet ‘doorladen’ zoals lood-zwavelzuur cellen.
Er is geen laadindicator meer. Als je ‘door de week’ toch niet op je boot bent, kun je dat ding toch niet zien, dus die indicator heeft geen nuttige functie.
Door de inzet van de bi-stabiele multivib is er geen ‘overname contact’ op het relais meer nodig en kan er voor een ‘groot licht’ relais van een vrachtwagen worden gekozen (24V spoelspanning 30A schakelstroom). Die zijn goed verkrijgbaar. De uitgang van de MPPT regelaar wordt dan alleen in de ‘plus’ onderbroken, maar dat is meestal geen probleem. Het laden via de zonnepanelen wordt onderbroken als de accu vol zit en pas weer gestart als de accu leeg is.
Omdat bij het aansluiten van de accu niet direct duidelijk is wat de laad-toestand is en of het nodig is om de lader wel te gebruiken (de accu zit nog ruim boven de 23V), kan de lader worden gestart en gestopt met een druktoets. (De flipflop heeft 2 pré sets zeggen de electronici dan.)

Het resultaat van deze laadregelaar…
Het is nu echt een ‘BMSje’ geworden. Zou je nu ook nog balancers over de cellen zetten, dan is de accu in het gehele gebruiksgebied onder controle en zal deze de maximale ‘cycles’ maken of zoveel kleiner als dat je de instelling regelt. Het is dan een soort van ‘levensduur regelaar’ geworden. (Dat is wel heel ambitieus Peper!)
Je hoeft dus niet meer je zonnepanelen af te koppelen als je de boot een week niet gebruikt, je drukt gewoon op het knopje ‘off’ en alle stroom uit de zonnepanelen wordt geblokkeerd, mooi toch!
Ja, tenzij je iets aan boord laat aanstaan en de accu ‘stiekem’ leegloopt! In dat geval worden de zonnepanelen weer ingeschakeld als de spanning onder de 23V komt... en dan laadt het systeem wel weer door tot 27V! Dan moet je ook maar niet zo stom zijn om iets aan te laten staan. Ik noem dit de ‘alweereengijp guard’.

Het volgende is om de onderspanning instelling ook als ‘diep ontlaad beveiliging’ te laten werken… Dan is het een ‘echt’ BMS geworden.

Groeten, Peper.

Jaaaaaaah, ze zijn er eindelijk! Zes weken na verscheping vanuit Hong Kong zijn de accu's eindelijk binnen... Dat ziet er dan zo uit:

En als je de kisten openmaakt:

Maar nu moet je niet denken dat je er even M8 boutjes in draait... Nee, het is M14! en dat is helemaal niet een courante maat! Nou, dat worden dan 32 M14 bouten bestellen, plus een aantal ringen om de aluminium verbindingsstrips mee vast te zetten.
Hoe dan ook, ik kan weer aan de gang!
Elke cel zit bijna vol... 3,35V en dan die inwendige weerstand... 0,013mOhm ofwel 13uOhm. Nou, dat wordt 'effe kauwe' voor de lader! Eén Volt spanningsverhoging van de lader ten opzichte van de klemspanning van de cel betekent meteen 7700A laadstroom! Ongelofelijk! Dat kun je gewoon niet bevatten! Het kortsluiten van één zo'n cel betekent meer dan 22kA kortsluitstroom. Dat gaat je verstand gewoon te boven!
@alweereengijp: Ik ga ervaring opdoen waar je naar CERN in Zwitserland voor moet omdat te evenaren! Bolbliksem maken?
@Buurman Sunday: speciale vakantiefoto's voor jou!

Groeten, Peper.

Mooi dat ze goed overgekomen zijn!

succes met de hef truck

En je rug....

Ik zou alvast stalen neuzen aantrekken.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Wouw, 19kWh...
Hoeveel was het, 5k?
Dan wordt elektrisch varen interessant!

Iets meer, 5k12 ongeveer €0,80 per Ah per cel
Elektrisch varen is altijd interessant! Dit is ongeveer 4 uur lang 5pk achter de boot.
Deze accu's zijn goed voor een dag 'heftrucken'.
Groeten, Peper.

Klein Tjernobyl in de polder!
Zal de horizon vannacht in de gaten houden....

Toch maf dat je mij (en de rest van het internet) voor gek verslijt om een BMS print tussen accu, lader en verbruikers te zetten en je nu toch wel een beetje het zelfde maakt? Of bevat ik het verschil niet?

Begin van de accuwissel.

Dit is de accubak

Hij is weer mooi schoon en niet bijzonder erg gecorrodeerd! Er zit dan ook een flink dikke laag, kennelijk zuurbestendige verf, op.
Dit zat erin:

12 'natte' lood-zwavelzuur cellen van 96Ah en 51kg per stuk. Dat is 613kg...
Dit komt erin:

en dan nog 6 erbij. Dat is 8 x 20kg en dat is totaal 160kg. Dat is 483kg minder. Laat Max Verstappen maar uitkijken, ik laat hem alleen m'n achterlichten zien! De cellen passen alleen 'op de kant' en geven dan nog mooi ruimte voor een 450kg ballast.

Groeten, Peper.

De cellen passen alleen 'op de kant' en geven dan nog mooi ruimte voor een 450kg ballast.

Nou dat zat ik me te bedenken leuk een heftruck op LifePO4 maar die heeft juist gewicht nodig! Anders kwakt ie voorover met zijn palletje op zijn lepels.

Verder indrukwekkend werk Pepper!

Freek

Hoe ga je ze fixeren? Als bij een flinke bocht van Verstappen de polen de accubak raken dan gaat ie als een bolbliksem

Fixeren gaat met de ballast!
Verder staan de accu's niet helemaal achterop, daar zit nog steeds een gegoten contra gewicht:

hier zie je de ruimte voor de accubak. Als ik de accubak juist aan de achterzijde vul met de extra ballast, bereik ik het meeste balanceer effect. Ik heb de ruimte voor tenminste 80x600x840 mm staal of lood. Daarnaast kan ik links en rechts ook nog extra gewicht plaatsen. Ik moet nog uitrekenen hoeveel ik nodig heb. Alleen als ik er zoveel ballast in stop haal ik Verstappen niet meer in...
Groeten Peper.

Als je je leesbril op moet zetten om de straat te zien zat er te weinig ballst in....

Om weer hetzelfde totaalgewicht te hebben, zul je in de liters die overblijven na het plaatsen van de lfp cellen iets dat zwaarder is dan lood moeten stoppen... goud? Au!

Het lijkt erop dat je er van uitgaat dat lood-zwavelzuur accu's van massief lood zijn. Dat is niet het geval, er zit ook een deel elektrolyt in dat een net iets grotere soortelijke massa heeft als water. De Archimedesche ruimte daarvan kan ook worden vervangen door lood.

Verder is wolfraam bijna net zo zwaar als goud (soortelijke massa gezien) en zou dus ook als ballast een oplossing zijn.

Ik heb minimaal 80x600x840 mm is ruim 40 liter aan volume voor ballast. Gevuld met lood is dat 440kg aan gewicht. Dan ben ik nog maar 50kg weg van het oorspronkelijke gewicht (maar kan ik Verstappen niet meer inhalen ), met dat uitbalanceren komt het dus wel goed!

Om de accupolen bij remmen van de wand van de stalen accubak weg te houden heb ik 3 kunststof 'balken' in gedachte... Tot nu toe is dat een deel van de ontwikkeling.

Groeten, Peper.

Peper schreef : Om een elementair grapje over goud te kunnen maken even wel ja

Kan ook nog Uranium en Plutonium overwegen. Dan kun je met wat extra werk Verstappen wel weer inhalen

Sorry, maar daar is echt niet zoveel voor nodig.
Je moet het volhouden tot de na de eerste bocht.
Dan heb je hem al ingehaald...