Onderwerp: Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers

De laatste dagen terwijl ik aan Noreen werkte de TL verlichting laten draaien op de LFP accu's en omvormer. Niet continu aan maar alleen terwijl ik aan het werk was. De benodigde stroom voor de werkplaats verlichting was 13 tot 14 Ampère. Ik ben door gegaan tot de eerste cel op 3 volt aangeland was. De accu was vooraf geladen tot 14 volt. Of preciezer tot de eerste cel op 3,5 volt stond. Na een rust periode zakt dan de klemspanning tot ± 13,3 volt waar deze grafiek min of meer begint.
Effectief blijkt dat ik ruim 270Ah in praktijk uit mijn 300Ah accu kan halen.

Dat lijkt mij erg goed, toch?

Soms zijn er meerdere cycli nodig om de maximale capaciteit te bereiken..?

WADnWIND schreef :
Dat zou duiden op 'geheugen effect'. Dit fenomeen ken ik alleen van NiCad en NiMH accu's en de eerste generatie LiCo accu's...
Niet onmogelijk dat de LiYFePO₄ accu's dat ook hebben. We gaan binnenkort weten of de LiFePO₄ accu's dit fenomeen kennen.

Groeten, Peper.

Ik vind 270Ah uit een 300Ah accu als je die slechts gebruikt tussen 13,2 en 12,5 volt uitzonderlijk goed. Een range waarbij de accu waarschijnlijk meerdere duizenden cycli kan maken. Dit is in praktijk bruikbare capaciteit. 90% van de nominale capaciteit. Deze accu is nu iets meer dan 3 jaar in gebruik.

De afgelopen drie jaar heb ik de accu met een veilige marge slechts ingeschat op 70%, 210Ah in mijn batterij monitor. Dit was een test om te kijken wat nu werkelijk kan.

Lood accu's zijn wat mij betreft echt passe.

@3Noreen, bedankt voor het mooie plaatje dat had ik net nodig!!!!!
Als ik het goed begrijp is dit setje al 4 jaar oud!? Weet je hoeveel cycles?
Het is bijna te mooi om waar te zijn!
Ik lees 90% capaciteit na 4 jaar tussen de 13,2 en 12,4 Volt!
Volgens de regels was hij niet eens vol, ik trek dus de voorzichtige conclusie dat als je hem netjes behandeld hij nog tegen de 100% capaciteit zit.



PS je was me net voor! Zou handig zijn die whatsapp functie "is aan het typen"

niet om flauw te doen, maar 1 opstelling is vast niet representatief.

roozeboos schreef :
Het idee van een internet gebruikers forum als dit is ervaringen te delen. Niet om wetenschappelijk onderzoek te doen.

was meer een reactie op het met uitroetptekens overstromende enthousiasme van zeilprutser,Gary.

Zeilprutser schreef :
Wij leven drie maanden per jaar aan boord. Waarbij de accu het merendeel van de tijd zweeft tussen 90% en 60% SOC. Het kan soms weken zijn dat hij niet boven de 75% komt. Ons vaargebied kent ook langere periodes met bewolkt weer waar de zonne panelen niet heel effectief zijn. Het laatste seizoen heeft de alternator ook niet meer de LFP geladen. Nadat voor de derde keer een alternator is opgeblazen heb ik opgegeven zo'n ding als laadmogelijkheid te zien.

Ik had graag een capaciteit meting van het Peper lab gehad, maar die krijgen we niet en zover mij bekend heeft hij al beschadigde cellen,die capaciteit meting zal niet representatief zijn.
Mijn cellen hebben deze leeftijd niet, maar de fabrikanten claimen 2000 tot 6000 cycles (afhankelijk van het gebruik), dat doen ze lijkt me toch ook niet met de natte vinger, deze ene test geeft in ieder geval aan dat het mogelijk is.
Als je verder gaat zoeken op internet vindt je geweldige verhalen, ik ken die mensen niet en vaak wordt het allemaal wel wat mooier gekleurd dan dat het is, ik heb vanochtend 2,5 uur terug zitten lezen en heb voor mij zelf de conclusie getrokken dat ik 3Noreen als een betrouwbare bron beschouw en zie dat hij resultaten eerder voorzichtig afzwakt dan dat hij het oppompt om indruk te maken.

3Noreen schreef : Ja die optie wil ik graag wel, heb in het teruglezen daar wel het één en ander over gezien, vooral dat jij en Peper het er niet over eens zijn, je opmerking:ben ik wel benieuwd naar?

roozeboos schreef : Scheelt wel een hoop leesvoer de verslagen van Peper zijn dan ook niet representatief.......

3Noreen schreef :
dat van die dynamo geeft toch te denken. je zou er al haast expres een draadgebonden weerstand in zetten van 0,05 Ohm o.i.d. dan doetie toch nog wat?

Helemaal luxe is een PWM regelaar (met temp sensor) op het rotorveld.

Hoe warm is jou M.K. tijdens motoren?

Zeilprutser schreef :
Maar wel ondersteund door meetgegevens! En meten is weten!

Metingen aan 4 LiFePO₄ cellen IX

Diep ontladen
Er is nog een onbeantwoorde onderzoeksvraag: “Hoe gedragen LFP cellen als ze worden diep ontladen.” Geeft dat schade aan de capaciteit of heeft het geen gevolgen. Wat gebeurt er als de cellen worden ontladen met 0,8c.
Bij meerdere malen diep ontladen, aanvankelijk tot 2,5V, later tot 2V en daarna tot onder de 1,9V, komt naar voren dat de cel(len) zichzelf herstellen. Na het afkoppelen van de belasting loopt de spanning weer op. Hier moet een elektrochemisch of elektrofysisch proces aan ten grondslag liggen. Het past niet in het ontladingsgedrag van een capaciteit of een inductie. Bij een dergelijk gedrag past geen oplopen van spanning bij het onderbreken van de belasting. Bij een capaciteit loopt de spanning pas weer op bij het toevoegen van lading en bij een inductie schiet de spanning enorm omhoog bij het onderbreken van de stroom om snel weer te dalen naar de waarde ervoor. Het langzaam oplopen van de spanning van een cel na het afkoppelen van de belasting kan alleen worden verklaard indien er een herverdeling van de ladingsdragers op de anode plaatsvindt.



Dit kan gebeuren via enhancement en depletion zoals bij een MOSfet in het substraat onder de gate, of door herschikking van de clusters op de anode in de relaxatie fase.
De diepontladingstesten resulteerden in de volgende gegevens:



Bij elke diepontlading (en ook bij elke overlading) treedt er onbalans in de celspanning op. Het opvolgende laden (maar ook het opvolgende ontladen) geeft zonder uitzondering ‘auto balancing’ van de cellen.
Cel 2 heeft de hoogste capaciteit. Dit blijkt uit de constante celspanning bij laden en ontladen.
Cel 3 heeft een iets minder hoge capaciteit. Er is meer variatie in de celspanning bij laden en ontladen, hetgeen de grenzen van ‘vol’ en ‘leeg’ aangeeft.
Cel 1 geeft nog meer spanningsvariatie in het traject tussen vol en leeg en moet nog minder capaciteit hebben dan cel 3 en cel 2.
Cel 4 heeft de minste capaciteit. Deze cel krijgt de grootste ladingswisselingen te verwerken en daarmee ook de grootste klemspanning wisselingen.
De door de fabrikanten aangegeven ondergrens van de spanning (tussen 2,8V en 2,0V) wordt door de laboratorium tests met LFP cellen nergens bevestigd, niet in geval van langzaam ontladen of in geval van snel ontladen. In het laboratorium laten alle cellen zich vanaf 1,5V weer ‘normaal’ opladen. Er zijn geen aanwijzingen dat er capaciteitsverlies van de cellen optreedt na deze diep-ontladingen, voor beschouwingen over invloed op de levensduur zijn er onvoldoende gegevens, maar het feit dat er per incidentie geen afname van de capaciteit plaatsvindt is een aanwijzing dat de afname van de levensduur op langere termijn niet heel groot zal zijn, als deze er al zijn.
Uit de tests komt naar voren dat LFP cellen na te zijn ontladen tot 1,5V zich normaal herstellen en dat de diep-ontlading grens voor een 12V LFP accu installatie op 6V kan worden ingesteld zonder dat dit schadelijk is voor de accu’s. De reset van deze diepontlading bescherming zal bij ca 10V moeten plaatsvinden of handmatig. Er moet enige hysterese zijn omdat de cellen zich tenderen te herstellen tot 2V per cel of 8V voor een 12V installatie. De cellen zelf laden zich gewoon weer op naar de gebruikscapaciteit en balanceren zich tijdens het opladen zelf.

“LFP cellen… die zijn niet kapot te krijgen!”

Groeten, Peper.

Dat is wat ik noem het condensator effect wat qua term waarschijnlijk nergens op slaat, maar zo heb ik er in mijn hoofd een plaatje bij.
Misschien het zelfde wat 3Noreen bedoeld met"Eerder in dit draadje heb ik geattendeerd op het verschijnsel dat deze accu's een impedantie hebben die groter is dan de nominale inwendige gelijkstroom weerstand. Mogelijk ook een maat van zelfinductie."

Maar het is duidelijk te zien in deze curve:



Omdat je ontlaad met bijna 1C is het voltage tijdelijk lager maar je hebt de capaciteit nog niet verbruikt, de capaciteit wordt niet terug getoverd maar het voltage hersteld zich in rust, net zoals gebeurt bij het laden.

Meten is weten, uiteraard. Wie doen die metingen en testen,Peper? Is dat onafhankelijk en objectief?
Het blijft nogal een 'ongelofelijk' positief verhaal allemaal.

Het geheel is nog steeds erg duur, en de ervaring ermee is er nog maar kort.
Zou best kunnen blijken dat er na een jaar of 5 problemen optreden, waardoor de kostprijs niet terugverdiend wordt.
nog afgezien van he feit dat wellicht de boot eerder wordt verkocht dan de accu's zijn terugverdiend..
En dan kan je in je nieuwe boot opnieuw weer je bankrekening gaan plunderen.

Vergeet niet dat in vergelijk een conventionele accu echt geen drol kost.

om maar es een knuppel in het hoenderhok te gooien.

Peper schreef : Hoeveel cycles hebben ze dan nu gehad?
In mijn beleving zie ik cel 4 als zwaar gehandicapt en cel 1 loopt al aardig mank!
Hierdoor kan je al niet meer verantwwoord tot de max opladen en ontladen zonder deze 2 cellen verder te verzwakken, ik zie ze geen 2000 cycles meegaan, maar wie ben ik......

dat bedoel ik dus..

Ik lees dat sommigen problemen hebben met hun alternator dat die stuk gaat.

Er is een externe alternator controller die als input sensors meer doet dan alleen Volt meten.
Hij heeft 2 temperatuursensor mogelijkheden, een voor op de accu een voor op de alternator.
Daarnaast gebruikt ie ook de shunt om amperes te meten. Dit kan de standaard shunt zijn van je batterie monitor.
Is volledig programmeerbaar, je kunt zelfs de source code aanpassen in Ardruino IDE.
Ik gebruik hem al geruime tijd en werkt erg goed.
Zelf nog geen test gedaan op Life accus, maar ik ken wel bevriend zeilers die dit naar tevredenheid gebruiken.
Het mooie is dat je als je set/bulk voltage is bereikt je ook een instelling hebt dat de regelaar naar ""zero amp"" laden gaat, dit is mogelijk omdat er een shunt wordt uitgelezen.

Dus genoeg mogelijkheden om je alternator te beschermen, temperatuur sensor en amp begrenzing.
kost 80euro, eenvoudig aan te sluiten met gebruik van de presettings dipswitchs.

Voor Life zijn de presettings naar mijn mening niet optimaal, maar ja over charge settings is al veel geschreven en zijn niet alle techneuten het met elkaar eens.
Maar hij is volledig instelbaar naar je persoonlijke settings, maar hier moet je wel even de tijd voor uittrekken.
Ook heeft hij veel mogelijkheden met Nmea 2000, en SignalK uitlezing.

Google op: ardruino alternator regulator en je komt op het project dat Al is gestart.

Jouw plaatje laat dan ook geen laad of ontlaadcurven van een condensator zien.

Omdat de assen niet zijn benoemd, ben ik niet zeker van wat ik zie, maar
links staat een getallenreeks die het meest lijkt op de celspanning van een LFP cel.
onder staat een getallenreeks die in elk geval niet de SOC is, maar het zou de onttrokken lading kunnen zijn bij ontlading met een stroom van 0,5c, 1c en 3C.
Volgens de afbeelding is er dan verschil in onttrokken lading bij verschillende ontlaadstromen... Dat is het Peukert effect dat bij LFP cellen niet zou voorkomen...
Dit plaatje levert voor mij geen zinnige informatie over het gedrag van LFP cellen.

Omdat je zo benieuwd bent naar de capaciteit van de cellen:
De cellen hebben een nominale capaciteit van 180Ah en zijn ingenomen omdat ze deze capaciteit niet haalden.
Aangenomen dat een cel vol zit bij 3,4V (redelijk veilige aanname) en nog 30% SOC heeft bij 3V (wordt al iets erger!) en de ontlaadstroom te vermenigvuldigen met de ontlaadtijd tussen 3,4V en 3V wordt er (gemeten) 90Ah aan lading uit cel 4 gehaald. Dit zou passen bij een totale celcapaciteit van 120Ah.
Deze meetmethode volgt niet de wetenschappelijke methode van 'opladen vanaf 0 tot 100% SOC' en bepalen hoeveel Coulomb er dan in is gelopen en is daarom nooit representatief!
Groeten, Peper.

Zeilprutser schreef :
Aangezien het cellen met 'een geschiedenis' zijn, is het aantal cycli niet meer vast te stellen.

Er zijn er 2 met een duidelijk gemankeerde capaciteit, maar binnen die capaciteit gedragen zij zich als een normale LFP cel en zelfs de mishandeling tijdens de test doet die resterende capaciteit niet afnemen.
Per cel kun je ze nog steeds tot de maximale rest capaciteit opladen en ontladen. Dit verzwakt de cellen ook niet (in elk geval niet in de tijdsspanne van de tests). Ze zijn dus echt niet kapot te krijgen! Al wordt het nog zo geprobeerd. Het is niet uitgesloten dat ze zelfs meer dan de 2000 cycli meegaan. Alleen dat hebben we nog niet gemeten.
Groeten, Peper.

Peper schreef :
Bij deze aannames heeft de cell dan nog een capaciteit van 67% volgens mij wordt met volgende life cycle verwachting (zie afbeelding) bedoeld dat de cell na de genoemde 3000/5000 cycles nog een capaciteit van 80% zou moeten hebben.
Jouw cell 4 zou volgens mij als overleden worden beschouwd.

kees39 schreef :
Bedankt voor de goede tip! Weer wat leesvoer

Zeilprutser schreef :
Volgens jou ja en voor jou als cellenhandelaar klopt dat ook, maar ik ben geen handelaar en mijn cel spreekt Chinees en geen Duits dus die weet dat niet! Niet verder vertellen hoor! anders gaat die cel nog op zijn rug liggen met de polen omhoog.
Groeten, Peper.

Dankjewel Peper zal ik het dan maar inhoudelijk houden en toch maar de curve uitleggen:Peper schreef : De onderste balk zijn de minuten, bij het ontladen met 1C lijkt de capaciteit iets positiever uit te vallen maar hij wordt in de curve te diep ontladen. Bij 1C haalt hij binnen onze als veilig ingestelde waardes net de 100% niet. Het lijkt als je de curve van 3Noreen bekijkt dat je de 100% wel haalt bij een ontlading van 0.2C, dat komt ook meer overeen met het gebruik aan boord van een zeilschip waar je naar mijn mening een capaciteit wenst voor 24 uur. Zo heb je dan nog wat marge voor de dagen met bewolking en zoals ook al eerder genoemd beter iets te veel dan te weinig.