Onderwerp: Een alles etende regelaar voor accu's

Accu's laden uit een bron met onbekende eigenschappen.

Dit is wat we eigenlijk willen: de accu's laden uit elke ons beschikbare bron. (ja, behalve als we daarvoor zelf op een soort hometrainer moeten gaan zitten om een generator aan te drijven. Dan worden we moe en er zijn grenzen!) We hebben ook vaak verschillende soorten accu's aan boord en al deze accu's hebben zo hun eigen wensen. We hebben veel geld voor deze accu's betaald en we willen eigenlijk dat deze het 'eeuwige leven' hebben (nou, vergeet dat maar!). We willen ook dat deze accu's altijd voldoende 'vol' zijn om aan onze behoefte op dat moment te voldoen (ja, ja, dream on!). Indien de energie inhoud van onze accu's niet aan de energie behoefte op dat moment voldoet, willen we een generator hebben die dat wel kan (die is er wel, maar die past niet in het motorruim!)
Sleutelwoord is de eigen behoefte. Kunnen we die beperken, dan kunnen we met 10 AA batterijtjes toe en die kun je in elk hoekje prutsen. Aan het begin van het seizoen haal je bij de Action gewoon nieuwe. Zit je altijd goed.
Wie de eigen behoefte kan en wil beperken, is waarschijnlijk een gelukkig mens en hoeft dit topic niet verder te lezen. Voor alle anderen (en die gelukkige mensen, die toch geïnteresseerd zijn in het gestakker van al die energieverslaafden) is dit topic.

Soorten accu's aan boord.
Een startaccu is op een boot waarschijnlijk (nog) de meest voorkomende accu. Het gebruik is beperkt tot het starten van de motor en mocht de accu leeg zijn, dan is er vaak een handstart mogelijk. De meeste startaccu's zijn van het loodzwavelzuur type. Ze worden meestal meteen na het starten door de dynamo op de motor weer opgeladen. Daar staat hij dan, een kubus vol met van die kostelijke elektrische energie, te wachten op het moment dat hij zijn ding kan doen... Voor de energieverslaafde is dat teveel verleiding/bekoring om weerstand aan te bieden en we gaan er al snel toe over om die energie af te tappen voor... Dan komt het probleem, een lader voor een mobieltje, kan wel. Ah, dan kan de lader voor m'n tablet ook wel en ook de navigatieverlichting, da's ook handig. Weet je wat fijn is... koud bier op een warme zomeravond. Dan pak je de koelbox voor in de auto mee, die werkt ook op 12V.
De accu is er niet voor een ander doel dan het starten van de motor aan boord gebracht. We zijn bereid het ding als een citroen uit te knijpen en als de accu dan onverwacht leeg is, dan vinden we dat een slechte accu... In feite zijn wij dan gewoon 'slechte accu-eigenaars', gewoon 'uitzuigers' van die arme startaccu. Dan noemen we het een 'klote accu', eigenlijk zouden we dan de hand eens in eigen boezem moeten steken!

De service/huishoud accu wordt al snel aangeschaft als na langdurig trekken aan de repeteerstarter of het 'blaren in de handen slingeren' de motor eindelijk start en de lege startaccu weer kan worden opgeladen.
Denken we er eigenlijk wel bij na welke bron deze service accu gaat opladen...?
"Ja, met een acculader op walstroom, die het ding in een uur kan opladen!" Hmm, snelladen is eigenlijk een noodprocedure voor een accu, zeker als het om een loodzwavelzuur accu gaat. Je kunt nu al zeggen dat deze accu veel korter meegaat dan een langzaam geladen accu.
"Ja, met de alternator op de motor, die moet ik toch starten als ik de haven uitvaar." Hmm, dan knijp je de alternator dus uit als een citroen en moet je niet raar staan te kijken als die zich een keer afmeldt met doorgebrande wikkelingen omdat deze wel een startaccu kan laden (daarvoor zit het ding op de motor), maar niet is ingericht voor het laden van meer accu's dan alleen de startaccu. Dan moet je dus iets verzinnen dat de service accu pas gaat laden als de startaccu al vol zit of je schaft jezelf een hele 'dikke' alternator met een speciale regelaar aan die de service accu snel kan laden als de motor draait. Dan krijg je dezelfde ellende als bij de snellader op walstroom.
"Ja, met een setje zonnepanelen!" Kijk, dan heeft de service accu een eigen energiebron, die door een MPPT regelaar kan worden 'uitgeknepen' (zonnepanelen kunnen daar heel goed tegen! Je kunt ze zelfs kortsluiten!). Die zonnepanelen hebben niet het eeuwige leven, maar gaan meestal kapot door mechanisch geweld en niet doordat de 'ladingsdragers oud en der dagen zat zijn'.
"Ja, met een windgenerator!" Dan heeft de service accu een eigen energiebron die kan worden ingericht op het laden van de service accu.
"Ja, met een hydrogenerator/schroefasgenerator!" Ook dan heeft de service accu een eigen energiebron die kan worden ingericht op het laden van de service accu zonder dat dit consequenties heeft voor de levensduur.

Bij hele grote boten is er ook energie nodig voor de stuurautomaat, de boegschroef, de schootlieren en de ankerlier. De accu die hiervoor wordt gebruikt krijgt maar zelden een eigen energiebron en meestal is de alternator/dynamo op de motor de klos en moet de energie voor die accu leveren. Dat kan, maar dat heeft de al genoemde consequenties! Dat zich die bij u nog niet hebben voorgedaan is of een kwestie van 'geluk' of van 'kennis van het juist omgaan met accu's' waarbij u de 'dodgy parts' heeft weten te omzeilen.

Energieverslaving is ernstig... Het heeft als iedere andere verslaving 2 aspecten: afhankelijkheid en gewenning. Het begint meestal met de gewenning aan de energievoorziening thuis, daar komt de stroom uit de muur en zien we later wel hoeveel het heeft gekost. We zijn gewend geraakt dat er altijd energie is. Als snel komt de afhankelijkheid, we gaan niet meer kamperen omdat er in de tent geen 'stopcontact' zit voor de computer, de vaatwasser en vooral de koelkast.
Op de boot willen we dat ook. We geloven beslist dat we het nodig hebben, we zijn er afhankelijk van geworden. De vaatwasser, nou die kunnen we wel missen, maar de koelkast... Dan komt het moment voor de energieverslaafden dat zij niet genoeg hebben... de koelkast moet er komen om de drank te koelen, de boter 'vast' te houden en de vleeswaren op te slaan. De serviceaccu 'trekt het niet meer' en er moet capaciteit worden bijgekocht.
's avonds met een koude borrel in de hand klagen we tegen onze buren in de haven over de service accu, net zo hard als dat we opscheppen over vroegah, toen we met onze Schakels, Valkjes en BM's de waterwegen bevoeren en ons helemaal zat zopen in koel bier dat we in een emmer (of met een touwtje door de beugel) overboord hingen om te koelen. Nu kunnen we dat niet meer! Wij zijn verslaafd aan energie geraakt en we willen er steeds meer van!
Met de extra service accu komt het probleem. We worden ineens geconfronteerd met onze energieverslaving en de 'urge' doet zich pijnlijker voelen omdat we wel een nieuwe, grotere accu kunnen kopen, maar nog steeds niet hebben nagedacht over de energiebron die deze accu moet vullen en andere energiebronnen toch wel prijzig zijn. Dit is typerend voor een verslaving, we willen 'het' hebben, maar weten niet hoe 'het' te krijgen. Er is geen geneesmiddel... Er is geen 'energie methadon' of een 'energie pleister' of 'energie Ritalin' of... Er is geen causale therapie dan in onszelf! We kunnen wel symptomatisch wat doen...

De symptoombestrijding bestaat er uit dat elke accu, anders dan de startaccu met zijn eigen generator, een geregelde lader krijgt. Deze lader zorgt ervoor dat indien de spanning van de energiebron te laag is, deze toch wordt opgepept tot het niveau dat er een laadstroom gaat vloeien. En ook dat als de spanning hoger dreigt te worden dan de maximale laadspanning de lader wordt uitgeschakeld. Een eigen dedicated lader zorgt er ook voor dat de accu niet ongemerkt gaat terug leveren naar de energiebron en zo 'stiekem' leeg loopt.

<+ zout> </+ zout>
Hé, Peper, als je ons nou even verteld hoe dat werkt in plaats van zo belacheloos te doen!



Oké, je hebt een stroombron nodig die minimaal 3V aan spanning voert. Bij die spanning gaat de MOSFET in de schakeling open en zet zichzelf steeds verder open totdat het niet verder gaat (Rds on is bereikt). Er loopt dan stroom door de MOSFET en de spoel (tot een maximum van 5A) en er wordt een magnetisch veld in de spoel opgewekt. Dan 'klapt' de MOSFET dicht en er ontstaat door het opgewekte magnetisch veld een spanningspiek van meer dan 120V die door de diode wordt doorgelaten, maar niet meer terug kan (de diode werkt als een ventiel). Voor de aangesloten accu ontstaat zo een laadpuls en er stroomt een heel klein beetje energie de accu in. Doe dat 200000 keer per seconde en al die beetjes worden een grote 'beet' en na enige tijd is de accu vol.

Voert de stroombron meer dan 13,2V aan spanning, dan is de stroombron zonder booster in staat de accu vol te laden. De MOSFET kan dicht blijven en de stroom loopt door de spoel en de diode (tot een maximum van 16A) rechtstreeks de accu in totdat de accu vol is.

Raakt de accu vol, dan wordt een spanning van 14,3V op de accu bereikt en wordt aan de toevoerende kant de stroom afgesloten. Zolang als er 14,3V op de accu aanwezig is gaat er dan wel een hele gemeen klinkende piëzozoemer werken, zodat iedereen in de wijde omtrek kan weten dat u een accu aan het mishandelen bent. U gaat de lader echt wel uitschakelen op straffe van een fikse hoofdpijn.

De startaccu heeft zijn eigen regelaar op de dynamo en heeft dus geen dedicated lader nodig, in feite is de regelaar op de dynamo 'dedicated'.

Als de service accu behoeftig is, kan deze uit dynamo worden geladen. De stroom voor de lader is dan beperkt door de spanning die de regelaar aanhoudt en de regelaar boost de spanning op tot de maximale laadspanning van de accu. Wordt die laadspanning bereikt, dan schakelt de regelaar de toevoer uit en zet een flinke keel op.

Als de service accu behoeftig is kan deze ook door zonnepanelen worden geladen. Is dit onvoldoende, dan kan de dynamo via deze regelaar bijspringen.

Als u 2 verschillende service accu's wilt gebruiken, dan kan dat als elke accu een eigen regelaar krijgt. De regelaar is dan dedicated voor de 'eigen' accu. De stroomafname naar het boordnet moet dan met 2 Schottky diodes (een voor elke accu) anders snappen de regelaars niet welke accu bij welke regelaar hoort.

De regelaar is prima in staat een ongeregelde bron zoals een windmolen zonder regelaar of een hydrogenerator/schroefas generator zonder regelaar op te 'pompen' naar een laadspanning die effect levert. In feite is de regelaar het 'boost' gedeelte van een MPPT regelaar en werkt goed zolang het zonnepaneel onder de 13V blijft. Daarboven wordt het zonnepaneel 'direct' aangesloten op de accu. De accu vormt dan een dermate zware belasting voor het zonnepaneel dat de spanning in elkaar zakt. Wordt de maximale laadspanning bereikt, dan gaat de regelaar herrie maken en belt de havenmeester u op met een klacht.

Kortom, ik denk dat ik een 'alles etende' regelaar heb gemaakt.

Voor andere dan loodzwavelzuur accu's zijn andere drempelwaarden in te stellen. Ik ga de regelaar gebruiken in het hydrogenerator project. Mijn 4 kleine LiFePO₄ cellen van 10Ah en een 40W zonnepaneel leverden na 3 uur een klacht op van de buren 'dat ik dat alarm eens moest uitzetten'.

Zo, krijg ik nu de Pullitzer prijs voor de meest belachelijk lange post?
Groeten, Peper.

Klinkt erg bruikbaar, zeker bij voldoende paracetamol in de boordapotheek. Kan het ook zonder pieper, de laadstroom is dan al losgekoppeld van de accu toch? Dat is voor Lifepo4 wel fijn.

Dat kost dan wel de garantie! Ja dat kan, i.p.v. de piepert een 15k weerstandje opnemen.
Groeten, Peper.

Maak je ook nog een MPPT versie?

rooiedirk schreef : Dat was ik niet van plan, het speelt ook niet zo erg omdat in hydrogeneratoren de opgewekte spanning meestal te laag is om direct te laden. Dan is 'opboosten' de meest voorkomende functie.
MPPT regelaars werken volgens het Cuk principe (Cuk is een Tjech en in het Nederlands spreek je zijn naam uit als 'tjoek'), waarbij er eerst 'geboost' wordt tot ca 100V en dan weer 'gebuckt' tot de gewenste lage spanning waarbij je het spanningssurplus weer omzet in stroom.
Voor zonnepanelen is MPPT interessant aangezien zij een spanning afleveren rond de gewenste laadspanning. Voor mijn accubank van 16 LiFePO₄ cellen in serie (max laadspanning 58V) is 'bucken' niet nodig, het zonnepaneel kan sowieso geen voldoende laadspanning leveren (57.6V laad eindspanning) er zal dus altijd moeten worden 'geboost'.
Met deze schakeling wordt er onder de accuspanning 'geboost', boven de 13,2V wordt de stroombron direct aangesloten (nou ja, via de spoel en de diode) en als de accuspanning boven de 14,3V komt, wordt de booster geheel afgekoppeld. Dat wil zeggen dat bij gebruik van de alternator op de motor, de belasting in de vorm van de startaccu aanwezig moet zijn, omdat anders de spanning van de alternator zo hoog kan worden dat je de gelijkrichters 'opblaast'.
Dat maakte het ook voor deze schakeling mogelijk de booster 'na het contactslot' aan te sluiten, zodat diodebruggen en meer van dit soort dingen niet nodig zijn. In principe zit de diodebrug er al in, in de vorm van de 'ventiel-diode'. Het leuke is nu dat de output van de lader zich aanpast aan de klemspanning op de accu, dat wat een MPPT regelaar ook doet! Het is geen MPPT regelaar, maar werkt ten dele wel als een MPPT regelaar.
Zo kun je ook twee geheel, in ladingstoestand verschillende accu's (100Ah naast een 70Ah) elk een eigen regelaar geven en daarmee geheel naar eigen behoefte laden (en dan nog wel met 200kHz pulsjes, waarvan wordt beweerd dat dit het sulfateren tegen gaat en zelfs desulfaterend werkt). Ik heb daar geen ervaring mee, maar ik sprak op de meeting in Trintelhaven met een ZF-lid dat daar wel goede ervaring mee heeft.

Ik weet dat jij elektrisch vaart (als er niet genoeg wind is), maar ik veronderstel dat dit niet op 12V is! (Want dan wil ik wel een foto zien van de kabels!)
Groeten, Peper.

Tjesus Peper, weet je wel hoe lang scrollen die posts van jou zijn? Gelukkig heb ik hier op Gatwick wat tijd over......

Verstuurd vanaf mijn SM-G903F met Tapatalk

Waren die lange posts nu een uiting van autistiform gedrag of ligt het toch anders...
Ik hoop dat ik je heb kunnen vermaken op het vliegveld.
Groeten, Peper.

Voor Rooie Dirk en WADnWIND:

Ontwikkelingen vanuit de allesetende lader.

Een allesetende lader kan zeker ook de elektrische energie uit een zonnepaneel 'eten' en gebruiken voor het laden van accu's. De MPPT converters zijn er goed in om de ingangsimpedantie van de converter zo goed mogelijk aan te passen aan de uitgangsimpedantie van het zonnepaneel. De PWM regelaars zijn hier minder goed is, hetgeen leidt tot rendementsverlaging van de regeling. MPPT regelaars zijn efficiënter, maar als de aangeboden spanning laag wordt, gaat de efficiëntie van de regelaar ook terug. Jammer, maar niets aan te doen.

De 'fly back' converters werken al met een hele lage spanning en converteren dan die spanning omhoog zoals een 'boost' converter dat ook doet (step up converter). Het verschil is dat een 'fly back' converter de mogelijkheid heeft de uitgang galvanisch te scheiden van de ingang, iets wat de 'boost' converter niet kan. De 'boost' converter geeft daarvoor dan wel ca 3% meer efficiëntie en dat is ook wat waard.
De galvanische scheiding maakt het ook mogelijk om de uitgangsspanning lager te maken dan de ingangsspanning, de 'fly back' converter kan zowel een 'step up' converter als een 'step down' converter zijn en dit combineren met de eigenschappen van een MPPT regelaar, alleen dat T (van tracking) doet ie dan niet. Een MPPT-achtige regelaar is daarmee mogelijk geworden.
Levert het zonnepaneel veel spanning, teveel om de accu te laden, dan maakt de converter daar stroom van, zodat de accu sneller wordt geladen. Levert het zonnepaneel te weinig spanning om de accu te laden, dan 'ruilt' de converter de stroom in voor spanning zodat de accu toch geladen wordt, zei het met maar een klein beetje stroom. Het laden gaat dan langzamer. Kenmerkend voor dit principe is dat de accu altijd geladen wordt, al is het maar een klein beetje, ook al schijnt de zon wat minder fel (of ligt een deel van het zonnepaneel in de schaduw). Voor lood-zwavelzuur accu's is dit belangrijk om sulfatering tegen te gaan en zelfontlading te compenseren, voor LiFePO₄ accu's is dit niet belangrijk, zij kennen nauwelijks zelfontlading en aan sulfateren doen ze niet. LiFePO₄ accu's hebben een ander zwak punt en dat is dat zij beter niet overladen kunnen worden, want dan lever je levensduur in.

Om het maximale uit een accu te halen voor wat betreft levensduur, is het verstandig losse cellen te combineren tot een accu. Zou één van de cellen kapot gaan, dan hoeft alleen deze cel te worden vervangen en niet meteen de gehele accu. Dit is geldig voor elke accu, ongeacht de chemie die erachter schuilt.
Omdat LiFePO₄ accu's geen escape hebben voor het overladen, biedt een geregelde lader voor elke individuele cel de beste mogelijkheid om de levensduur van de accu te optimaliseren. Dit is ook van toepassing op lood-zwavelzuur cellen, alleen die zijn goedkoper en hebben een escape bij overladen, dus daarom wordt dit niet gedaan. De maatregel van een lader per individuele cel weegt niet op tegen de kosten van het kopen van een nieuwe accu. Daar komt bij dat de celspanning van een lood-zwavelzuur cel 2,1V is ten opzichte van 3,2V bij een LiFePO₄ cel. Voor 12V heb je dan 6 lood-zwavelzuur cellen nodig (en dus ook 6 laders) en bij LiFePO₄ cellen zijn 4 cellen voldoende (en dus ook 4 laders).

Aan de walstroom is dat geen probleem, je kunt makkelijk 4 of 6 ladertjes aansluiten en de accu langzaam laten vollopen. Op het water is geen walstroom en kan er niet per cel worden geladen. De gehele accu wordt dan geladen en daar komt bij dat de accu ook op het water wordt gebruikt, zodat de cellen niet van elkaar kunnen worden losgemaakt om individueel te worden geladen. Er bestaat de mogelijkheid om met balancers de lading over de cellen gelijkmatig te verdelen, maar dit kost extra energie.
Indien de cellen van de accu tijdens gebruik door individuele laders worden geladen, mogen deze laders niet op enigerlei wijze aan elkaar gekoppeld worden anders leidt dit tot storingen (meestal in de vorm van kortsluiting). Hiermee zijn de design spec's voor de ideale lader dan bepaald.

Individueel per cel laden, waarbij de laadspanning beperkt blijft tot de spanning die hoort bij een volle cel. De lader voor elke individuele cel mag niet worden beïnvloed door de andere lader(s) (anders is het ook geen individuele lader).

Moeten 4 of 6 laders dan ook 4 of 6 zonnepanelen hebben? Nee dat hoeft niet. Als de uitgang galvanisch is gescheiden van elkaar en de ingang van de converter, is er via de ingang geen beïnvloeding en is één zonnepaneel voldoende (of een array van zonnepanelen).

Twee enkele cel laders:

Na aanpassingen van de alles etende lader ontstond het schema uit discrete onderdelen. Op zoek naar een controller ic kwam ik de LT8301 tegen. Dit ic wordt gebruikt in computers waar uit de 12 en 24V voeding 3,3 of 5V voor het geheugen of de processor moet worden gebruikt. Ik werd getriggerd door het gebruik als 12V naar 5,5V converter voor een USB poort. Als het ic dat kan kan het dus ook een redelijke stroom leveren. Het ic gaat tot 2A. Bij 3,65V is dat 7,3W. Dat lijkt weinig maar het gaat wel om tenminste 4 cellen en dan gaat het over 30W. Dat is een handzaam zonnepaneel.
'En hebben ze dan geen 'dikkere ic's' zodat er meer kan worden geladen?' Vast wel, maar het zijn allemaal van die 'Surface Mounted Muizenkeutels' en daar heb ik een hekel aan.
'En waar zijn de balancers dan?' Die zijn niet nodig. Het zonnepaneel stuurt automatisch de meeste energie naar de converter die de 'leegste cel' oplaadt. Tot het moment dat alle cellen vol zijn, daarna schakelen de converters uit. Leeglopen van de cellen is bijna onmogelijk, hoogstens door de lekstroom via de gelijkrichter dioden en dan praten we over nano Ampères.
Voor de 'energie verslaafden' is er nog maar één probleem... Er moet meer kunnen worden geladen! Dat kan met de SMMuizekeutels nog niet. In plaats van het zonnepaneel kan er ook gebruik worden gemaakt van stroom uit de alternator of uit een windmolen of sleepgenerator.
Groeten, Peper.

Nou, zo'n klein regelaartje is wel mooi, maar met een 25Wp paneel gaat het natuurlijk wel een paar dagen duren voordat je een 12V 100Ah accu hebt vol geladen. Als je alleen in het weekeinde zeilt is dat wel te doen, dan heb je de rest van de week om de accu overdag te laden en in het weekeinde heb je dan 2 dagen om de accu leeg te maken.

Op een lange zeiltocht van meerdere dagen zul je ook meer energie verbruiken en de accu laden met wat je gedurende de dag aan zonne-energie oppikt. Is je dagelijks verbruik meer dan de 25Wp die het zonnepaneel levert, dan 'boer je achteruit' en zul je met een lege accu komen te zitten. Een 75W verbruikende stuurautomaat gaat echt niet genoeg hebben aan een 25Wp zonnepaneeltje om te werken. In dat geval moet er meer 'paneelvermogen' worden geïnstalleerd. Daar heb je weer niets aan, als je bij een piek in het aanbod, dit niet in de accu kunt opslaan omdat de lader er niet mee overweg kan, dan wel dat de accu een te geringe capaciteit heeft.
Ik verwacht dat elke 'kampeer-zeiler' met dit fenomeen heeft kennis gemaakt. Ik verwacht ook dat dit is opgelost door meer accu-capaciteit te installeren en met meer opgeslagen 'walstroom energie' in de accu's te vertrekken om het moment van de lege accu's zo veel mogelijk op te schuiven. Voor velen is de oplossing dan 'stroom draaien' met de motor, maar de reacties op dit forum geven mij het idee dat dit in veel van de gevallen een teleurstelling wordt en er speciale aanpassingen aan de dynamo/alternator moeten komen om echt wat in de accu 'te proppen'.

En dus... kopen we een accu erbij en zetten deze met een 'moeilijke redenering' parallel aan de andere accu en varen we met 'samengeknepen billen' verder omdat er over die parallelschakeling nogal wat negatieve dingen zijn geschreven (ook op dit forum). We hopen dan dat ons die niet zullen overkomen. Dat terwijl het individueel laden van de cellen dit allemaal zou oplossen!

Waarvoor nog geen goede oplossing is, is het te kleine zonnepaneel en de te kleine lader. Ik heb nog eens op Ebay naar mogelijk bruikbare convertor ic's gezocht en er één gevonden die wat meer 'in de mouwen heeft' dan de LT8301... De LT8302! (lag natuurlijk wel een beetje voor de hand).
Ik heb de schakeling voor een conversie van 12 tot 24V naar 3,3V iets aangepast zodat het ding zou moeten werken van 2,7 tot 32V en een maximale laadstroom van 3,8A in elke cel kan stoppen op het moment dat het zonnepaneel zo'n 16V levert (in de buurt van het MPP). Dit is het nieuwe schema geworden:

Voor het laden van 4 LiFePO₄ cellen zijn dan 4 converters nodig met een 60W zonnepaneel.
"Da's mooi Peper, maar ik wil een accubank van 2 12V 100Ah accu's laden! Dan heb ik dus 8 converters nodig." Dat klopt... "en dan zit ik met het gedoe hoe ik de accu's moet laden en hoe de 1-both-2 schakelaar moet staan..." Nee, daar zit je niet mee want elke cel in de accubank wordt apart geladen tot deze vol zit en die 1-both-2 schakelaar kan dan weg. "Ja, maar die moest ik kopen omdat de tweede accu jonger was en dus niet identiek was aan de andere..." Sneu voor je, maar voor de dedicated lader maakt dat niet uit. Het 'niet identiek' argument mag je ook vervangen door 'een andere capaciteit' of voor 'niet uit dezelfde batch' en voor 'niet gebalanceerd'.
Bij een uitbreiding van de capaciteit omdat "die accu's al zo duur zijn" en je in eerste instantie wat zuinig hebt ingekocht, wordt je niet gestraft omdat je de gehele bank moet vervangen. Nee, je plaatst de cellen er gewoon naast, sluit ze op de individuele laders aan en het is klaar. Je kunt de accu's straffeloos parallel schakelen (uh, dan moeten ze wel dezelfde spanning hebben, je kunt geen 24V accu parallel schakelen aan een 12V accu). De accu die het eerste leeg raakt, wordt ook het eerst opgeladen.

Nee, die laders met de LT8302 ga ik niet bouwen om ze uit te proberen. Het ic is een SMD muizenkeutel (nou iets groter, meer een rat die aan de diarree was) en vraagt een speciale soldeertechniek, die ik niet in huis heb. Op Ebay heb ik wel de LT8301 gevonden en die kan ik met een soldeernaald wel aan. Ik denk daarmee een leuke 'solar powered' 12V 10Ah noodaccu te kunnen maken om in een noodsituatie de marifoon nog een tijdje aan de praat te houden of een extra led-lamp voor noodverlichting te kunnen gebruiken.

Voor nog meer vermogen zal ik de lader uit de discrete onderdelen bouwen en deze in de praktijk testen.

Het principe van de individuele lader komt sterk overeen met de methode die Roozeboos heeft overwogen aan de hand van een TI ic met laadregelaar voor meerdere Li-ion cellen. Wat het niet heeft, is de uitgebreide monitoring die in dat ic is opgenomen.
Groeten, Peper.

is gewoon een SO8 hoor die lt8302. wel met een padje eronder voor de ground. met wat pasta en hete lucht krijg je dat wel gesoldeerd

Pin 1 tot en met 8 kan ik wel doen met de soldeernaald. Het is pin 9 (dat padje) waar ik met de soldeernaald niet bij kan komen en hete lucht heb ik niet, althans niet met temperatuurcontrole. Ik heb wel zo'n verfafstrip föhn, die werkt geweldig bij het aanmaken van de bbq, maar in dit geval lijkt me dat niets.
Groeten, Peper.

@peper

Ik voorzie nog wel wat problemen m.b.t. de stabiliteit/nauwkeurigheid van de uitgangspanning.

Het betreft een FEC circuit (Forward Error Correcting). Je stelt een spanning in en hoopt dan dat dat altijd zo blijft. Er is geheel geen terugkoppeling. Als de diode of trafootje warm of heet worden veranderd de uitgangsspanning. Of als het traffotje in verzadiging komt veranderd de overdracht. De schakel frequentie is ook variabel tussende 200-400KHz. Allemaal onzekere zakenwaardoor de uitgangsspanning niet stabiel is.
Ik zou dan toch liever een optocoupler er bij zien. Dat geeft natuurlijk wel een iets grotere lek, maar daar kom jij wel uit.

Het trafootje moet je dus zelf wikkelen op een Amidon ringkerntje, geen probleem.

Je hebt een punt. De schakeling maakt bij mij ook niet een erg stabiele indruk, al vind ik het idee over de wederkerige zelfinductie de uitgangsspanning stabiel te houden helemaal niet verkeerd.
Wat geen stabiele indruk maakt is de methode om de uitgangsspanning in te stellen door de spanning te meten met een set initiële weerstanden en dan na een meting deze te veranderen om meteen de spanningsval over de diode te compenseren. Dat is een trucje dat ik voor een schakeling voor mezelf wel wil doen, maar niet voor iets wat 'naar buiten' gaat. Daarom wil ik de schakeling wel eens bouwen en dan op de 'pijnbank' leggen om te zien hoe stabiel die uitgangsspanning is bij variaties van de belasting en van de voedingsspanning.
De frequentie van het schakelen hangt sterk af van de ingangsspanning. Deze loopt van 10kHz tot 400kHz en bij een hele lage ingangsspanning gaat het ding in burst mode. Die schakelfrequentie is heel stabiel binnen het temperatuurbereik (volgens de datasheet) en dat geeft dan wel weer vertrouwen... Ik vind het echter pas goed als het niet bezwijkt als ik het eens het vuur aan de schenen leg.

Ze geven in de datasheet ook aan dat je de oppervlakte van het koper van de SWitch aansluiting zo klein mogelijk moet houden om 'elektrosmog' tegen te gaan. Dat vind ik dan wel weer een goede raadgeving.

Ringkerntjes... Vanwege 'stray magnetic fields' zou ik wel een potkern willen gebruiken. Zijn die er eigenlijk nog wel? Je kunt dan een luchtspleet toepassen en het punt van verzadiging van de kern 'verderop' leggen. Met ringkernen is dat bijna onmogelijk. Weet jij daar iets voor (behalve dan een heel volumineuze ringkern te nemen die bijna niet in verzadiging te krijgen is).
Of toch maar met VHF blik gaan werken...
Groeten, Peper.

Een potkern is natuurlijk ook prima, vanuit mijn hf deformatie dacht ik gelijk9 aan ringkern van voldoende afmetingen. Strooiveld om een ringkern is minimaal. Maar de bottomline is dat temp en freq bereik een stevige invloed kunnen hebben op de uitgangs spanning. Ik zou toch overdenken om een optocoupler op te nemen als paralel regeling over de vaste weerstand. Low gain regeling, beetje LEO (lomp en onhandig) maar wel iets van terugkoppeling.

Ik ben benieuwd!

Verstuurd vanaf mijn SM-G903F met Tapatalk

die gasten gaan natuurlijk niet een chip op de markt gooien als t niet werkt.
He onderbuik gevoel wordt soms overruled door nieuwe ontwikkelingen. Daar moet je in mee gaan. behoudt het goede.

wel nauwkeurig de datasheet lezen, en nauwkeurig opvolgen wat daar instaat. Niet eigenwijs doen, dan ga je nat.
Meestal wordt ook wel een te gebruiken type van de trafo aan gegeven. wurth heeft mooie. Als je het geld hebt de evaluation kit aanschaffen.

Ik wil wel een printje ontwerpen hoor, met stencil. dan kan ie gewoon in de oven.

Nou, vooruit dan maar. Wanneer is het klaar?

Verstuurd vanaf mijn SM-G903F met Tapatalk

Nou moeten jullie niet gaan pushen, het is geen aangenomen werk!

In de datasheet worden de Würth transformatoren genoemd waarmee de schakeling is ontworpen. Ik heb de 3,3V uitvoering genomen en deze iets aangepast zodat ik verwacht dat er 3,6V uitkomt.

Het onderbuik (onzekerheid) gevoel komt voornamelijk voort uit deze aanpassing. Ik weet niet in hoeverre ik daarmee langs de designparameters 'scheer'. Ik volg daarmee de datasheet niet! Vandaar dat ik het eerst eens met de LT8301 in de SOT5 behuizing wil proberen. Dat ik dat niet doe met de LT8302 is vanwege de SOC8 behuizing. Waarom stoppen stoppen ze dat ding ook niet gewoon in een DIP8 of een DIP12 waarvan pin 3 en 4 en 9 en 10 als koelvin zijn uitgevoerd? Nou ja, dat is gewoon hun zaak.
Roozeboos, als dat werkt mag jij er ook een LT8302 uitvoering van maken met een geïntegreerde draadloze monitor, die alles laat (of laadt) zien, behalve je PIN-code . Dan kom je mooi dicht in de buurt van die TI chip met zijn ingebouwde mu-proc! Jij kunt het monitoring signaal beslist omzetten naar NMEA en via de Roosmux naar de centrale boordcomputer sturen.

Ik wil ook wel een uitvoering maken die 10A bij 3,6V kan leveren voor als je LiFePO₄ cellen van 300Ah aan boord hebt staan (ik ken zo iemand), een controller die dat aankan heb ik nog niet gezien en ik verwacht dat er daarvoor ook geen SMD behuizing voor is, dat zal wel TO220-5 worden of zelfs een miniwatt behuizing. Kan ik weer eens gewoon solderen. Hè, lekker!

In eerste instantie ga ik dat met de discrete componenten en een vette (AL800) ringkern uitvoeren als proef. Dat ding is zo LEO, die krijg je niet maar zo in verzadiging. Dat gaat beslist een uitvoering met terugkoppeling via een optocoupler worden. Gaat ten koste van het rendement, maar 'life is all about priorities'.

Groeten, Peper.

deze chip is nog groot in vergelijk met anderen.Maar Ik snap dat ook niet. er moet dan een grote spoel bij en dan nemen ze een tssop8 behuizing of zo.

3.3 naar 3.6 werkt wel hoor. Je zou t kunnen proberen maar evkit is 150 euro.

Dat ga ik niet investeren in een evaluatie. Een SOC5 LT8301 op Ebay is een Euro of 10 met verzendkosten, print maken, etsen en solderen kan ik nog steeds zelf, zeker als het een hybride met een deel 'door het gat' montage is.
De rest van de wijsheid moet uit de datasheet komen.
Groeten, Peper.

ik doe het een enkele keer. meestal is het wel goedkoper. voordat geld maak ik inderdaad ook een proto, en dan kan er meer bij wat toch nodig is in een project, en dat scheelt dan weer breadboard tijd.

Wach effe, als ik na het etsen van de componenten kant een gaatje boor in het midden van het padje van de SOIC8 footprint, dan kan ik daar mooi met tin en een soldeerboutje in om het tussen het 'padje' en de rest van de print te laten vloeien. Daarna kan ik er aan de componentenzijde zelfs een koelvinnetje op solderen...
De rest kan dan 'door het gat' worden gemonteerd.
Groeten, Peper.

Peper, ik heb dit draadje (en je andere over de balancers) met veel interesse doorgespit. Dank ook aan alle andere schrijvers in beide draadjes.
Ik had voor dat doorlezen wel even voor nodig trouwens Maar van lezen wordt je meestal wel wijzer, zo ook in dit geval.

Er broeit bij mij een plannetje om ook maar eens aan de LiFePO4 energieopslag te gaan (lang verhaal maar daar is dit topic niet voor). Met wat ik tot nog toe gelezen heb, spreekt een lader per cel me erg aan.

Ik ben benieuwd of je deze alleseter inmiddels al een keer gebouwd hebt en wat je ervaringen zijn.

Okay, Twist en alweereengijp, deze is speciaal voor jullie:

Even een schop omhoog:
Is laden van LFP cellen nu echt zo moeilijk dat je er een BMS voor nodig hebt?
Uit praktische ervaring met LFP accu’s komt eigenlijk alleen naar voren dat je niet boven de 3,4V per cel moet komen en dan is er niets aan de hand.
Als je daar wel bovenuit komt omdat de capaciteit per cel sterk verschilt en de cellen met een lagere capaciteit eerder vol zijn, dan kun je met een balancer/limiter over de cel met de laagste capaciteit de laadspanning voor deze cel binnen de perken houden.
Dat heeft als nadeel dat de lading die je er dan niet in kunt stoppen verloren gaat in de vorm van warmte. Jammer.

Stel dat je elke cel met een aparte lader gaat laden… Dan kun je die lader zo dimensioneren dat er nooit meer dan 3,4V uitkomt en dan worden alle cellen met een dergelijke lader nooit overladen ongeacht hun effectieve capaciteit. De uitgang van die laders moet dan wel ‘zwevend’ of ‘geïsoleerd’ zijn, anders kan de stroom voor de ene cel bij de andere cel komen en stort het hele systeem in elkaar. De cellen moeten wel kunnen worden gebruikt om lading af te geven in het gebruik, het moet niet zo zijn dat ik de cellen uit de bank moet halen om ze individueel te laden.

Even uitgaande van een 12V installatie waarin 4 LFP cellen in serie worden gebruikt en die geladen gaat worden met een 100Wp zonnepaneel. Dan moeten er 4 converters van 25W op het zonnepaneel worden aangesloten om maximaal gebruik te maken van optimale zon instraling in het MPP. De spanning in het MPP ligt rond de 17V, de stroom daarbij is 5,88A. Bij 4 identiek belastte converters is er dan 1,47A per converter beschikbaar om 3,4V van te maken. Elke converter kan dan 24,99 Watt of 7,35A laadstroom aan elke cel toevoegen. Dit zou 0,1c zijn voor een 76Ah cel. Niet helemaal natuurlijk want de converters hebben geen 100% efficiëntie.

Het meetlab heeft een aantal converters aangeschaft van Mornsun type VRB1203YMD-20WR3. Met een weerstand tussen de + uitgang en de ‘trim’ aansluiting wordt de uitgangspanning op 3,34V ingesteld. Bij een ingangspanning van 8,5V komt er een spanning van 3,44V op de uitgang, bij het opvoeren van de ingangsspanning naar 18V verandert de spanning op de uitgang niet, deze blijft op 3,44V staan.
Dezelfde meting wordt herhaald met een belastingsweerstand van 14 Ohm en ook dan staat er in het traject tussen 9 en 18V 3,44V op de uitgang van de converter. Bij het aansluiten van een ‘lege’ LFP cel bereikt de uitgangsstroom 7A en wordt de converter warm. De maximale stroom voor de converter is 5A, maar wordt daar kennelijk niet op begrensd. Wel is er een temperatuur bewaking want de converter ‘slaat af’ bij een te hoge temperatuur.

Het kan dus! 9 tot 18V in en dan 3,44V uit. Bij 20W converter vermogen is een laadstroom van 5A per cel haalbaar. De tot 0 ontladen cel is met deze converter geladen. De laadstroom gaat naar <10mA en kan niet meer nauwkeurig worden gemeten door de vermogensopname van de ampèremeter en de spanningsmeter.
Bij het laden van 4 cellen met een verschillende SOC en een verschillende capaciteit komen deze uiteindelijk allemaal op 3,44V en zijn daarmee 100% in balans.
De 4 converters met de ingangen parallel en de uitgangen in serie vormen voor een 12V LFP accubank van 4 cellen een 80W/5A lader die de cellen gebalanceerd laadt en automatisch stopt als de betrokken cel op 100% SOC is aangekomen. Bij capaciteitsverschil tussen de cellen worden alle cellen maximaal geladen.
De ingang van de converters kan worden aangesloten op elke bron worden aangesloten die 9 tot 18V levert. Een alternator van een draaiende motor kan hier aan voldoen.
Een zonnepaneel kan ook aan deze eis voldoen. Er moet nog worden nagegaan of alle mogelijke bronnen via een diodebrug kunnen worden gekoppeld zodat laden via de alternator tegelijk met laden via een zonnepaneel en laden via een windturbine of schroefas generator mogelijk is.

Deze converters worden geleverd in vermogens van 6 tot 100W, er is voor elk wat wils!
Ik houd jullie op de hoogte.

Groeten, Peper.

Ga je toch langzaam en voorzichtig naar een actieve balancer...
Wijsheid komt met de jaren zullen we maar zeggen.

Interessant. Wat is de verwachting van de idiot-proof eigenschappen ?