Welkom  

   

Mijn Menu  

   

What's Up  

Geen evenementen
   

Wedstrijd  

Geen evenementen
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
Welkom, Gasten

Onderwerp: Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 09:08 #892130

Interpreteer ik die cijfers juist als ik denk dat je de batterij (4s) mag ontladen tot 10V? Dat zou dan 2,5V per cel zijn. Ik had hier alles ingesteld dat hij afschakelt bij 12V (3V/cel) en een maximum lading van 13,58. Float van de zonnepaneelregelaar staat ingesteld op 13,60 maar ik vermoed niet dat hij dat ooit gaat halen. We hebben tijdens het laden met de zonnecellen nog nooit een hogere spanning dan 13,3V gezien trouwens maar het weer was er ook niet naar.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 12:10 #892176

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Dat is wat de specificaties aangeven. Er is overigens verschil tussen de merken van de accu's onderling (terwijl zij vaak met dezelfde materialen en methoden worden gemaakt).
Er zijn voor LFP cellen een aantal punten die worden genoemd:
Initiële laadspanning: 3,8V (is ooit 4,2V geweest en zou maandelijks herhaald moeten worden. Daar hoor je nu niets meer over!)
Maximale laadspanning: 3,65V (is ooit 3,8V geweest)
Spanning voor 100% SOC: 3,4V (is nooit anders geweest, maar wel genegeerd om de accu zo snel mogelijk te laden)
Optimale bewaarspanning: 2,9V (komt overeen met ca 30% SOC, ik houd voor het reken-gemak 3V aan)
Minimale klemspanning: 2,5V (varieert per fabrikant van 2,0 tot 2,8V)
Onder de minimale klemspanning zou de cel niet meer op te laden zijn. De ervaring met het e-heftruckje spreekt dit tegen want dan zou het niet meer mogelijk zijn geweest de cellen na ontlading tot 1,9V opnieuw op te laden. Het is niet waarschijnlijk dat er aan boord 12V apparaten of installaties zijn die het bij 7,6V nog doen, zelfs het gloeidraadje in een lamp zal niet veel licht geven en nog net zichtbaar rood zijn. Het e-heftruckje moest naar de lader worden 'gesleept' om te worden geladen, op eigen accu deed het ding niets meer.
Interpreteer ik die cijfers juist als ik denk dat je de batterij (4s) mag ontladen tot 10V? Dat zou dan 2,5V per cel zijn.

Ten eerste: Je mag met jouw accu alles doen wat je wilt! Of dat wat je ermee doet de levensduur van de accu verlengt...
Het afschakelen bij 3V/cel is veilig en je schakelt af bij de optimale bewaarspanning, dat is beslist levensduur verlengend voor de accu. Door dieper te ontladen wordt de cel kennelijk niet vernield (ervaring met het e-heftruckje).
Het maximaal laden tot 13,60V (de 20mV verschil is mogelijk alleen maar een zaak van tolerantie in de meting) is veilig en is levensduur verlengend.
De accu gaat eeuwig mee als je de cellen tot 2,9V oplaadt en op die spanning houdt en ze verder niet gebruikt. Alleen... dan heb je er ook niets aan. Dit is alleen om te demonstreren dat hoe langer (in tijd) je de accu rond de 3V houdt, hoe beter dit is voor de levensduur van de accu.
Laden tot 13,3V voor 4 cellen is perfect voor de levensduur van de accu. Je blijft dan onder de 3,4V per cel en hebt ruimte voor ca 300mV onbalans tussen de cellen zonder dat dit meteen tot overladen leidt. Blijft de laadstroom voor de 500Ah cellen ook nog onder de 10A, dan zou je de cellen ook nog tot 4V kunnen brengen zonder dat zij het elektrolyt uitgassen door een verhoogde temperatuur.
Het gebruik van de accubank met pendelen in het gebied van 12V tot 13,8V, maakt balancers waarschijnlijk overbodig. Helemaal zeker ben ik hier niet van, want ik heb geen andere ervaring dan het e-heftruckje waarbij de accubank van 'leeg' tot 'vol' wordt geladen en van 'vol' tot 'leeg' werd gebruikt (zoals de andere e-heftruck met een lood-zwavelzuur accubank).
Nu inmiddels het e-heftruckje elke avond aan de lader gaat en door het werk van 'Flip de Switch' niet boven de 27,2V komt (24V systeem), pendelt de accuspanning voor dit heftruckje tussen 24,8V en 27,0V (uiterst gemeten waarden net voor het aansluiten op de lader en na het afkoppelen van de lader). Het gevolg is dat de initiële (mogelijk door de diep ontlading veroorzaakte) onbalans, nu niet meer aanwezig is. Dat zou balancers bij pendelend gebruik overbodig maken...
De ervaringen van buurman Sunday met zijn 12V 'monoblock' accu's wijzen ook in deze richting. Deze accu's hebben op capaciteit en spanning geselecteerde cellen zonder balancers. Door ze uitsluitend via een zonnepaneel te laden en pendelend te gebruiken (voor navigatie elektronica, verlichting, marifoon en de ebbm) heeft hij geen problemen met onbalans gehad.

Kortom jouw instellingen voor de accubank zijn goed voor 5000 cycli en dat is bij een gemiddelde van 100 cycli per jaar, goed voor 50 jaar plezier van de accu. Heb je al besloten wie jouw accubank gaat erven? ;)
lood zwavelzuur accu'sLiFePO4 accu's
Zoveel mogelijk 'vol' houdenZoveel mogelijk op 30% SOC houden
Sulfatering voorkomen door te druppelladen met 2,3V per celKan niet sulfateren
Pulserend laden voorkomt en herstelt onbalansPendelend gebruik binnen 30% SOC en 90% SOC voorkomt en herstelt onbalans
Pendelend gebruik leidt tot sulfatering (ook bij tractie accu's)Kan niet sulfateren
'Snelladen' met een hoge laadstroom (>0,1c) leidt tot ongelijkmatige verdeling van het lood (min plaat) en het loodoxide (plus plaat) door de vorming van waterstofgas en zuurstofgas op de platen en veroorzaakt temperatuur stijging met verdamping van elektrolyt'Snelladen' met een hoge laadstroom (>1c) geeft wellicht onbalans tussen de cellen en met zekerheid geeft het opwarming van de cel(len) bij overlading
Op- en ontlaad efficiëntie: 70% bij 'langzaam laden en langzaam ontladen' tot 50% bij 'snel laden en snel ontladen' (Peukert effect)Op- en ontlaad efficiëntie: 90 tot 95% ongeacht de laad- en ontlaadstroom.

De lood-zwavelzuur mind set bestaat voornamelijk uit niet natuurkundig gebaseerde bakerpraat van 'accu fluisteraars' en zal uiteindelijk de levensduur van de lood-zwavelzuur accu drastisch verkorten. Een aantal voorbeelden van deze niet door elektrochemie kennis onderbouwde uitlatingen:
'Je moet het accuzuur in beweging houden.' (bij AGM en gel accu's kan dit niet eens!)
'Je moet accu's af en toe op hun donder geven.' (een heel goed advies om de platen krom te laten trekken, verder krijgt het gevormde loodsulfaat geen mogelijkheid weer omgezet te worden naar lood en loodoxide door de elektrisch isolerende gasbelletjes op de platen).
'Je moet de accu af en toe goed doorladen.' (zie bovenstaande opmerking en daarbij komen de platen dan snel droog te staan).
'Je moet de accu pas laden als deze leeg is.' (perfect recept voor definitieve sulfatering van de platen).

De lood-zwavelzuur mind set is de dood voor de LFP accu's. Realiseer je terdege dat als er een eigenschap van een accu wordt aangegeven dit mogelijk niet een LFP accu betreft, maar een lood-zwavelzuur accu. En da's heel wat anders!

Vriendelijke accumulatorbatterij groeten van Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Laatst bewerkt: 18 nov 2017 13:00 door Peper. Reden: typo
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 12:43 #892186

  • chrgra
  • chrgra's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 93
Beste peper,

In een eerdere post had je het over max 70% soc laden, in de vorige over 90%. Welke is juist?

Gr chris
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 12:56 #892193

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Tot 70% SOC laden geeft een langere levensduur dan tot 90% SOC laden, want je blijft langer dichtbij de optimale bewaarspanning. Het kan wel 500 cycli schelen op de 6000 cycli (5 jaar op de 60 jaar).

Er is geen 'juist'! Er is alleen levensduur verkorting of verlenging. Bij laden tot 70% SOC zul je wel meer pendelen en mogelijk is dat goed voor het herstel van eventuele onbalans. Als er geen onbalans is, kun je dit ook niet herstellen...

Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 13:18 #892197

  • hvdm
  • hvdm's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 44
Tot 70% SOC laden geeft een langere levensduur dan tot 90% SOC laden, want je blijft langer dichtbij de optimale bewaarspanning. Het kan wel 500 cycli schelen op de 6000 cycli (5 jaar op de 60 jaar).

Misschien wel minder cycli, maar wel als je tot 90% SOC laadt heb je wel langere cycli? Dus minder vaak laden. Dus of de levensduur in jaren langer of korter wordt is niet 123 duidelijk.
Of ben ik ergens je verhaal kwijt geraakt?

Henk
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 14:03 #892220

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Het klopt als je de cycli geheel doorloopt. Het blijft 'staan' dat je bij 90% SOC verder van de 30% SOC afblijft en daarmee theoretisch levensduur inlevert, ook al doorloop je de maximale cyclus.
Dit is een puur rekenkundig verhaal, gezien de steeds verhogende gemiddelde leeftijd zullen de meesten onder ons na 4000 cycli wel zijn overleden en maakt voor hen 5500 of 6000 cycli niet meer uit. De harde werkelijkheid... Feit blijft dat voor velen onder ons de LiFePO4 accu's de laatste zijn die ze ooit kopen.

Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 15:05 #892238

Wat is je ervaring of kennis over leeftijdsveroudering van de cellen zonder cyclus?
Onno Harders eigenaar van
www.boatcontroller.nl en www.pcnautic.nl
Prutsen is de meest onderschatte fase van een creatief proces
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 15:08 #892239

Mooi verslag Han!
Zo'n 30/70 cyclus zou heel mooi kunnen voor weekendgebruik, en dan voor de vakanties op 10/100 gaan zitten.
Hans Fix, Feeling 29DI
Met elektrische hulpmotor.
hansfix.nl/electric/
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 16:05 #892259

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Zeilprutser schreef :
Wat is je ervaring of kennis over leeftijdsveroudering van de cellen zonder cyclus?

Betrekkelijk gering, 2 van de 10Ah LiFePO4 cellen voor een 12V noodstroom voorziening waren na 5 jaar 'op de shelf' op 0,2V aangekomen, de andere 2 zaten rond de 1V.

Na laden met een 'stekkertransformator' (12VDC 200mA) waren de twee met de hoogste spanning op 3,5V uitgekomen en de geheel lege zaten op rond de 2,5V. Daarna 4 van mijn oude transistor balancers over de cellen gezet en verder doorgeladen naar 13V (dat duurde met maar 200mA heel erg lang). De cellen stonden nu op 2 x 3,4V en op 2 x 3,37V (het spanningsverschil met 13V zal wel een kwestie van tolerantie in de meetwaarden zijn)

Kennelijk geldt voor 'diepe' zelfontlading hetzelfde als voor diepe belastingsontlading: er ontstaat onbalans, maar deze is reversibel met balancers over de cellen of door pendelend te laden-belasten. Dat laatste heb ik niet uitgeprobeerd.

Leeftijdsveroudering... daar heb ik alleen last van. :pinch: Bij mijn 16 100Ah LiYFePO4 cellen en de 4 LiFePO4 10Ah cellen heb ik daarvan nog niets gemerkt.
Ook van buurman Sunday heb ik nooit iets vernomen van merkbare leeftijdsveroudering :whistle: (van zijn accu's dan hè)
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Laatst bewerkt: 18 nov 2017 16:46 door Peper. Reden: typo
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 18 nov 2017 16:34 #892270

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
It Paradyske schreef :
Mooi verslag Han!
Zo'n 30/70 cyclus zou heel mooi kunnen voor weekendgebruik, en dan voor de vakanties op 10/100 gaan zitten.

Dank je Hans,
Uit jouw post maak ik op dat je de ondergrens van 30% SOC beschouwd als de diep-ontladings grens, waarbij de installatie alle luxe verbruikers zou afschakelen. Dat is niet het geval. Flip de Switch werkt als een J-K flipflop met een Schmitt-trigger op de ingang. Deze schakelt alleen de lader uit of in en niet de stroom/spanning naar de installatie. (Hè lekker, kan ik eens gewoon elektrotechnisch Nederlands schrijven :) )

De 30% SOC is nog geen reden om de toevoer te stoppen, het is de ideale spanning voor de cellen. Het verstellen van deze grens voor 'op vakantie' is niet zinvol. De ideale celspanning neemt ook geen vakantie, die blijft het hele jaar door van toepassing.
Hoe laag de minimale spanning is... weet ik nog niet. Uit testen en praktische situaties lijkt het erop dat een cel met een spanning van 1,9V zich bij lading gewoon weer hersteld. Jij weet inmiddels ook dat de laadstroom bij zo'n lege cel giga hoog is.
Dit is voor mij de reden om geen moeite meer te doen voor de ontwikkeling van een onderspanningsbeveiliging of 'diep ontlaad begrenzer'. Het gaat hier niet om lood-zwavelzuur accu's die bij diepe ontlading sulfateren.

Het terug stellen van de bovengrens naar 70% SOC bij weekeind gebruik is wel een leuk dingetje! Ik zou in eerste instantie de boot gewoon niet meer aan de walstroom leggen. Dat kan dan gereserveerd blijven voor elektrische ovens, magnetrons en wasmachines.
Als je de zonnepanelen op de boot afschakelt als je weggaat zal wel hetzelfde gebeuren. Dat vraagt dus niet per se om deze maatregel. Kortom het is geen echte noodzaak en 'alles wat je erop maakt kan ook kapot...'
Laat je de zonnepanelen op je boot gedurende je afwezigheid in functie omdat je een 24/7 gebruiker aan boord hebt (ventilatoren, luchtontvochtigers, lampen voor de teelt van Nederwiet), dan zou de 70% SOC grens wel eens handig kunnen zijn.

Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 23 nov 2017 18:28 #893926

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Kiezen uit twee kwaden...

Kiezen tussen:
of je laat je accu leeg (en krijg de langste levensduur)
of je laad je accu vol (en je kunt er het meeste uithalen)

Is er wel een tussenweg of kun je de eigenschappen van de lader aanpassen aan de situatie.

Via een forumlid kwam ik in contact met een 'ver weg hier vandaan' zeiler. Zijn zeilgebied ligt in de Indonesische archipel en in de westelijke Pacific. Ik zou hem hebben aangeduid met 'Appie', vanwege de eerste letter van het alfabet, maar daar hebben we er meer van op dit forum en dat is verwarrend. Ik noem hem 'Ben', vanwege de tweede letter in het alfabet.
In onze email correspondentie meldde hij dat lood-zwavelzuur accu's in de tropen maar de halve levensduur hebben door de hoge temperatuur. Dit was voor hem de aanleiding om eens te informeren naar 'echt onderhoudsvrije' LiFePO4 accu's.
Als gast heeft hij de posts op ZF gelezen en zich zo in de verschillen tussen loodaccu's en LFP accu's verdiept. Hij heeft ervaring met alternators en met name met de verschillende laadspanningen die de alternators geven. Het idee de accu te laden tot een maximale spanning en dan 'laadstroomloos' te maken beschouwd hij als een goede oplossing. Alleen:
Het ontladen tot 30% SOC alvorens weer op te laden beschouwt hij voor de lange reis 'als niet haalbaar' vanwege de onzekerheid over de resterende energie in de accu. 'Leuk als je een stopcontact in de buurt hebt, maar dat is op de Pacific regelmatig niet het geval'. Ondanks dat er in de Pacific veel wordt 'gemotord' vanwege windstilte en er dan 24 uur alternator energie beschikbaar is, is dit kennelijk niet voldoende om zekerheid te bieden over de energie inhoud van de LFP-accu.
De goede werken van 'Flip de Switch' blijven voor hem beperkt tot het voorkomen van 'overlading', de doelstelling van levensduur verlenging van de accu kan op lange reizen niet worden gehaald.
Flip de switch is overigens voorzien van een schakelaartje om geforceerd in de stand 'laden' te worden gezet, ongeacht het ladingsniveau. Deze voorziening is niet automatisch en heeft het mogelijk daarom verloren in de vergelijking van de pro's en con's.

Dan is er 'It Paradyske' met een voorstel de tripping points voor 'start laden' en 'stop laden' aan te passen aan de zich voordoende situatie. Hij geeft 2 scenario's op: 'weekeind zeilen' en 'op vakantie'.
Bij weekeind zeilen met walstroom in de buurt is het onnodig om de accu echt 'vol te proppen' en stoppen met laden bij 70% SOC om weer te starten met laden bij 30% SOC, zou toch voldoende energie in de accu opzamelen om het aan boord comfortabel te houden.
Bij 'op vakantie' worden dan wel de grenzen opgezocht door te stoppen met laden bij 95% tot 100% SOC en weer te starten bij 10% SOC. Hij neemt hierbij een voorschot op de 'er is geen ondergrens' gedachte.
De 10% SOC grens vormt een probleem bij de 'op vakantie' modus en dat probleem is hetzelfde als wat Ben aankaart, 'als de accu leeg is en de zon schijnt niet, kan er niet worden geladen'. Daarmee is het ontladen tot 10% SOC geen oplossing voor het probleem van de aanvoer van energie in 'het donker' tenzij je op de motor vaart of zeilt met een sleepgenerator of een schroefas generator of een windmolen. Pas in die situatie bestaat er een mogelijkheid in te grijpen in de dreigende energie crisis. een laad trigger bij 30% SOC is dan eigenlijk beter. Niet dat er dan in het donker geladen kan worden, maar je hebt dan tenminste nog een tijdje licht in de kajuit om de sleepgenerator te zoeken.

Het verlagen van de bovengrens is zeker effectief in verlenging van de levensduur van de accu, maar het is als 'afromen van de melk', "je haalt het beste er van af". Je wilt de accu niet minder 'vol' hebben, je wilt juist meer en langer de mogelijkheid om de accu bij te laden. "Kan dat dan niet?" Ja, dat kan door juist de ondergrens die het 'start laden' triggerpunt is, te verhogen en dichter 'onder' het 'stop laden' triggerpunt te brengen. Bij voldoende aanvoer van (zonne-)energie, wordt de accu automatisch 'zo vol mogelijk gehouden'. Het lijkt alsof er 'direct uit de zonnepanelen' wordt gebruikt. Op het moment dat het donker invalt is de accu dan nog behoorlijk vol en kun je de nacht goed doorkomen.

Samenvattend:
30% SOC is de beste ladingstoestand voor een lange levensduur van de accu. Daaronder en daarboven neemt de levensduur af. Daarmee is 30% SOC de beste trigger om het laden weer te starten.
95 tot 100% SOC is de ladingstoestand die niet mag worden overschreden op straffe van verkorting van de levensduur. Het verlagen hiervan is goed voor de levensduur, maar het hakt stevig in op de opslag van energie.
Keer je het idee om en start je het laden bij 70% SOC, dan behoud je de volledige opslag capaciteit voor noodgevallen. Door de accubank tussen 3/4 en helemaal vol te gebruiken neemt de levensduur van de accubank wel af, maar heel erg dramatisch is dit waarschijnlijk niet, misschien gaat de accu maar 40 jaar mee, in plaats van 60 jaar.

"Kan dit met Flip de Switch?" Ja, dat kan eigenlijk heel makkelijk! Het is een kwestie van omhoog stellen van de 30% SOC ondergrens. Er moet natuurlijk wel ruimte blijven voor hysteresis tussen 'stop laden' en 'start laden', anders lijkt Flip meer op een astabiele flipflop dan op een bistabiele flipflop (voor de elektronici).
Schema:



Nu is er de mogelijkheid met een schakelaar te kiezen voor de 'weekeind stand' en de 'vakantie stand'. Met een variabele weerstand is een analoge verstelling mogelijk tussen de twee standen. Helaas voor de snoeperds: de 'one night stand' zit er niet bij.

Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Laatst bewerkt: 23 nov 2017 18:32 door Peper. Reden: typo
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 23 nov 2017 19:08 #893944

Dat is een mooie extra optie om te kunnen kiezen!
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 23 nov 2017 19:12 #893947

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Rolling Stones
Bridges to Babylon
Flip the switch

Take me up
Baby I'm ready to go
Fix me up
Baby I'm ready to roll, yeah
Set me up
Baby, baby, baby I'm ready to go
(Chill me, freeze me, It's in my blood)
Flip the switch
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 30 nov 2017 08:45 #895795

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Voor de accumonitoring enthousiasten die Duits kunnen lezen:

www.pv-magazine.de/2017/11/29/...kter-und-guenstiger/

Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 30 nov 2017 17:35 #895940

  • Calidris
  • Calidris's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 29326
Als je 'savonds je lader aan zet, vallen de vleermuizen uit de lucht.. ;)
ZF informatie kanaal Telegram: t.me/zeilersforum
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 13:08 #896279

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Geïnstalleerde 24V LFP accubank
Na de WnW verzuchting: 'op een jacht mag ook alles' is rond de accu's de installatie flink gesaneerd en alles netjes op orde en gezekerd aangesloten.



Zo, nu eerst warme chocolademelk met 'crème de cacao' (flink veel 'crème de cacao'! :whistle: )

Metingen aan 4 LiFePO4 cellen
De ervaring met de niet van balancers voorziene 24V 800Ah accubank in het e-heftruckje wijst op het zichzelf balanceren van de LFP cellen in gebruik. De cellen in het heftruckje zijn ooit opgeladen tot 95% SOC, waarbij er één cel een veel hogere spanning aannam en in onbalans bleek met de 7 andere. De cel werd daarmee overladen en werd warm. Het e-heftruckje werd gewoon gebruikt en verder langzaam geladen op het moment dat de 'brandstof meter' 'Halfvol' aangaf. In metingen van de spanning over de verschillende cellen was er na een paar weken geen noemenswaardige onbalans meer. Het leek of de cellen zichzelf balanceren in gebruik.
Je kunt natuurlijk een vermoeden hebben dat LFP cellen zichzelf balanceren en dat bevestigen uit ervaring, maar 'meten is weten en gissen is missen'. Er zijn vier LFP cellen overgedragen aan een elektrotechnisch meetlaboratorium met de vraagstelling: 'Kunnen jullie in cijfers aantonen dat LFP cellen zichzelf balanceren als ze tussen 30% SOC en 90% SOC worden gebruikt.'

De meting levert een moeilijk te verklaren variabele op: er is verschil in aangegeven spanning als de meetpennen over de accupool worden verplaatst. Er is een spanningsverschil te zien als de meetpen op de aluminium moer wordt gezet ten opzichte van plaatsing van de meetpen op het koper of het aluminium van respectievelijk de min en plus pool. Bij de min-pool zou de verklaring hiervoor te vinden kunnen zijn in het spanningsverschil door het verschil in de plaats in de edelheidsreeks (het spanningsverschil tussen koper en aluminium is rond de 2V en dat zal beslist invloed kunnen hebben). Voor de plus-pool is het edelheids-spanningsverschil te verwaarlozen want tussen aluminium en aluminium is geen spanningsverschil in de edelheidsreeks. Toch treedt het daar ook op. Bij de meting wordt verder een vast gedefinieerd meetpunt op de accupool geprotocolleerd.
Verder wordt meer dan 100mV spanningsverschil tussen de cellen als 'onbalans' gedefinieerd.

De cellen verschillen 10mV in klemspanning. Dit is geen onbalans, dit valt weg in de tolerantie van de meting. De cellen worden in serie aangesloten en als 12V accu behandeld. Cel 1 vormt de min-pool en cel 4 de pluspool. De meting van de celspanning is tussen de polen van de cellen in serieschakeling.
De cellen worden de eerste dag wisselend geladen en belast. De tweede dag worden de cellen niet geladen of belast om te zien of zij hun spanning 'vasthouden' en of er binnen een dag iets van zelfontlading te zien zou zijn.

De resultaten in een grafiek:


Cel 4 gaat bij het eerste laden al snel in spanning omhoog en geeft daarmee onbalans aan ten opzichte van de andere cellen. Het laden gaat door tot de 3,6V op cel 4 is bereikt. 3,65V geldt als maximale laadspanning voor deze LFP cellen en daarom wordt het laden gestopt en er wordt overgegaan tot belasting met een weerstand van 2 Ohm die in serie met de weerstand van de ampère meter een stroom van 5,7A oplevert als belasting.
Na een half uur wordt de belasting eraf gehaald en wordt de celspanning onbelast gemeten. Het spanningsverschil tussen de cellen is 20mV en er is geen constateerbare onbalans meer binnen de definitie van 'onbalans' voor deze meting.
De belasting van de accu met een 2 Ohms weerstand wordt weer voortgezet gedurende 70 minuten en dan wordt weer onbelast de celspanning gemeten. Het verschil tussen de individuele cellen is nu 10mV in meetwaarde, maar met een fout van plus of min 1 digit van de meter wordt dit 0mV. Er is geen sprake meer van meetbare onbalans.

De accu wordt nu geladen met een op 12,6V afgeregelde spanningsbron met een laadstroom van 1,25A en de celspanning wordt 'geturfd'. Na 10 uur laden is de accu nog steeds niet geheel vol en loopt er nog steeds een kleine laadstroom. Het spanningsverschil tussen de hoogste en de laagste celspanning is 30mV. Dit is niet aan te merken als onbalans.

Conclusie:
1. Bij laden en ontladen met een beperkte laadstroom verdwijnt de meetbare onbalans in LFP cellen. Dit bevestigt de observatie bij de e-heftruck waar ook de onbalans verdwijnt bij het gebruik tussen de 40% en 90% SOC.
2. Het gelijkmatig op- en ontladen van LiFePO4 cellen om de balans te handhaven is overbodig. De cellen raken niet in onbalans zolang zij tussen de 30% en 90% SOC worden gebruikt.
De verklaring hiervoor ligt in de natuurkundige formule voor lading: Q = I x t = c x U. Ofwel de lading in Coulomb is gelijk aan de laadstroom maal de tijd dan wel de spanning maal de capaciteit. Heeft een cel een hogere lading en geeft deze dat aan door een hogere spanning, dan zal deze cel tussen de 2,9V en 3,4V van het gebruiksbereik automatisch nivelleren met de andere cellen door bij laden meer lading op te nemen en bij ontladen door meer lading af te geven en dit te regelen via de celspanning.

Daarna worden de cellen van de lader afgehaald en onbelast weggezet om te zien of zij een merkbare zelfontlading hebben in een tijdsbestek van 18 uur. Dat is er niet, de daling bedraagt in het uiterste geval 40mV en het spanningsverschil tussen de hoogste en de laagste celspanning blijft 30mV. Er treedt daarmee ook geen onbalans op.

Fouten discussie:
De 100mV spanningsverschil die als onbalans wordt aangemerkt is een praktische waarde en heeft geen natuurkundige grondslag. Uit de meting blijkt dat dit spanningsverschil wel kan worden gehaald, maar wellicht is 50mV spanningsverschil een verbeterde grenswaarde voor het vaststellen van onbalans tussen de cellen.

Het nut van een balancer is hiermee twijfelachtig. Het is discutabel of een balancer wel nodig is, zei het dat de functie van balancer/limiter in geval van onbalans de maximale celspanning binnen de grenzen houdt. Binnen de accubank van 4 cellen zou alleen een balancer/limiter op 'cel 4' nuttig zijn. Zouden er 4 balancer/limiters worden aangebracht (voor elke cel 1) dan zullen er 3 nooit werken indien er met een strak aangehouden eind laadspanning van 13,6V wordt geladen (of Flip de Switch wordt gebruikt).

Voor niet techneuten: sorry!
Voor iedereen: groeten van Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Laatst bewerkt: 02 dec 2017 15:35 door Peper. Reden: typo
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 13:13 #896280

  • Sunday
  • Sunday's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 7641
Ik geloof, voor zover ik het begrijp, dat bovenstaand verhaal bevestigd wat ik al jaren doe: binnen veilige marges op- en ontladen zonder balancers. Kan dat kloppen peper?
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 13:18 #896283

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
Ja buurman, dat klopt helemaal. Nu is het ook nog eens in meetwaarden vastgelegd. Het lijkt er ook op dat je geen snel-laders gebruikt met een hogere spanning, waardoor onbalans wordt versterkt. Je bent goed bezig! Hoelang was je al goed bezig? (voor hen met 'long term viability doubts')
Groeten, buurman Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 13:32 #896290

Mooie testen Peper!
Kan je het nog wat uitbreiden?
Ik ben namelijk wel bang dat het iets te mooi is om waar te zijn , maar ik hoop daarin natuurlijk geen gelijk te hebben!
Ik ben namelijk wel benieuwd of die te veel belaste cell nog wel de zelfde capaciteit heeft, daar kom je pas achter als je volledig gaat ontladen.
Daarnaast is juist de diepte ontlading zo interessant omdat hoe lager de accu is opgeladen hoe langer hij mee gaat, ik persoonlijk zou in dit geval kiezen voor laden tot 70% ontladen tot 10 procent.
Onno Harders eigenaar van
www.boatcontroller.nl en www.pcnautic.nl
Prutsen is de meest onderschatte fase van een creatief proces
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 13:45 #896294

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
@ Zeilprutser:
Dit waren slechts de eerste gegevens. Er wordt getest met 4 cellen in een 12V accubank setting. Dit zijn gegevens verkregen op 20 en 21 november. Dat is 14 dagen geleden!
Er komt dus nog veel meer!

Het 'hoe lager de accu is opgeladen hoe langer hij mee gaat' is nooit met cijfers gestaafd! Dat kan ook niet want de accu's bestaan ook niet zo lang. De shelf life is het langst bij 30% SOC, maar shelf life is wat anders dan de levensduur in gebruik.

Het laboratorium komt ook met de uitspraak 'we vermoeden een cel met een veel lagere capaciteit'. Mijn respons is standaard: 'wat zegt de capaciteitsmeting daarover?' Die is nog niet gedaan... Vermoeden is mooi, meten is beter.

Uiteindelijk leiden deze metingen tot de ontwikkeling van een eenvoudig BMS voor toepassing in jachten en campervans en caravans. Oefen in geduld!
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 14:40 #896299

Geduld is zoooo 2017 ;-)
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 14:46 #896300

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
alweereengijp schreef :
Geduld is zoooo 2017 ;-)

Ja, en heel schaars bij catamaran zeilers, had je al eens beweerd... :whistle:
Vanavond wordt het koud... lekker de fik d'r in? In je nieuwe vuurschaal? :woohoo:

De laboratorium testen tonen wel de waarde aan van het hanteren van 3,4V als maximale celspanning...
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 15:42 #896309

Peper schreef :
Er komt dus nog veel meer!
daar word ik blij van!
Het 'hoe lager de accu is opgeladen hoe langer hij mee gaat' is nooit met cijfers gestaafd! Dat kan ook niet want de accu's bestaan ook niet zo lang. De shelf life is het langst bij 30% SOC, maar shelf life is wat anders dan de levensduur in gebruik.
De meeste zeiljachten in NL worden niet als heftruck gebruikt die liggen 2 weken in de zomer stil en worden dan 2 dagen gebruikt, en dan in de winter staan ze ook nog een half jaar op de kant, het vervelende bij die loodaccus is dat je die al die tijd getopt moet hebben staan, deze kun je mooi ontkoppelen en laten staan. Dus meer shelf life dan gebruik, je wil dan wel minimaal 10 jaar met die accus kunnen doen ik hoop toch wel op iets langer nog. De lifepo4 cellen bestaan toch al wel langer dan 10 jaar?
Uiteindelijk leiden deze metingen tot de ontwikkeling van een eenvoudig BMS voor toepassing in jachten en campervans en caravans. Oefen in geduld!
Groeten, Peper.
Wil toch wel iets klaar hebben voor volgend seizoen.... en ja ik ben ook voor less is more!
Onno Harders eigenaar van
www.boatcontroller.nl en www.pcnautic.nl
Prutsen is de meest onderschatte fase van een creatief proces
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 16:26 #896317

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3649
@Zeilprutser:
Bij mij in de straat woont een forumlid en op dit forum heet hij Sunday. Ik refereer aan hem met 'buurman Sunday'. Hij vaart tenminste 6 jaar met een 2kW ebbm (Torqeedo R2) en 6 LiYFePO4 monoblock accu's die hij ca 6 weken per jaar intensief gebruikt. Dat intensieve gebruik bestaat uit deelname aan de 'small ships race', meestal gevolgd door een 'rondje Noordzee' met een oversteek van Schotland naar Noorwegen.

Hij heeft een walstroom lader specifiek voor zijn LiYFePO4 accu's (dus met een streng afgeregelde eind laadspanning). Omdat hij onderweg van Schotland naar Noorwegen niet even bij een booreiland kan aankloppen om de accu's op te laden, gebruikt hij een naar de zon te richten zonnepaneel van 100Wp om de 300Ah accubank van 24V te laden. Zijn solar installatie werkt met werkt een streng afgeregelde MPPT regelaar om zoveel en zo lang mogelijk een laadspanning op te houden om de accubank te laden. Die regelaar zal niet meer dan 5A laadstroom gedurende 10 uur kunnen laten lopen. Dit is de fysieke grens van de installatie. Die 5A en 50Ah is niet meer dan 'jeuk' voor de LiYFePO4 accubank en daarmee gebruikt hij de accu's waarschijnlijk ergens tussen de 20 en 80% SOC. Al 6 jaar.
Als je hem vraagt: 'hoever kun jij varen met één acculading', dan krijg je de afstand in mijlen van IJmuiden via Lowestoft, via de Faroer, via Bergen in Noorwegen, schampend langs Helgoland, via de haven in Oost-Vlieland (als daar plaats is), bij Kornwerderzand naar binnen en dan naar Lelystad.
Dat houd ik dan voor aan mensen die vragen hoelang je met die lithiumaccu's kunt varen. Dan bagatelliseren die mensen dat vaak met de opmerking: 'ja, maar dat is Joost', alsof hij dat uit zijn duim zuigt! Daar word ik dan behoorlijk pissig van en stop ik de discussie van mijn kant.

Daarmee kun jij dus ook beginnen:
Je koopt de cellen met de capaciteit die je wilt gebruiken, je neemt een zonnepaneel dat via een buck-boost regelaar strikt het aantal cellen maal 3,4V afgeeft en je gaat zeilen... meer is er niet nodig!
LFP accu's kun je gewoon op de boot laten staan in de winter, ze kunnen niet bevriezen ongeacht of ze geladen of ontladen zijn.
Heb je dan nog een motor met alternator aan boord hebt staan, kun je de lege accu's toch nog laden via een buck-boost regelaar die weer streng op de maximale laadspanning is afgeregeld. Klaar!
'maar als ik de accu's een keer helemaal leeg maak...' Nou da's geen probleem, daar kunnen ze goed tegen!
Ik zou zeggen: 'waar wacht je nog op...'
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers 02 dec 2017 16:57 #896324

  • Go west
  • Go west's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 644
Een mooie ontwikkeling, Han.
Ik blijf je topic met interesse volgen.

Jan
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.
Tijd voor maken pagina: 0.734 seconden
Gemaakt door Kunena
   
   
   
   
© Zeilersforum.nl