Onderwerp: Een alles etende regelaar voor accu's

.

Peper, laat je vooral niet ontmoedigen (hoewel mij dat op zich onwaarschijnlijk lijkt), je bijdragen bevatten een schat aan informatie. Ooit zal ik ook willen overstappen op LiFepo accu's en dan zal ik de leverancier in kwestie op zijn minst enkele zinnige vragen kunnen stellen....

Gelezen en (hoop ik) grotendeels begrepen.
Ik heb aan boord geen gebruikers in de haven, de compressorkoelbox gaat mee naar huis.
Ik red me prima zonder duitse landvast icm een 50watt zonnepaneel,
een overbemeten 105AH lood/zwavel accu met een Victron mppt solar lader.
Ook ik zit te denken aan een lithium accu van Victron 60AH .

Ik vraag me dan meteen af, wat gaat er gebeuren met de zonne-energie als ik
float spanning op nul zet?
Een zeilzak over het zonnepaneel?

A

Jeroen-pion schreef : In elk geval ook een zeer informatieve

AdB schreef :
Victron mppt lader zet de float charge uit. Andere optie is om de float charge op de rust voltage te zetten. Je hebt ook een dedicated lifepo4 mppt lader van Genuasun, maar daar heb ik nog steeds niet van kunnen achterhalen hoe de laadkarakteristiek eruit ziet.

Peper heb ook weer genoten van je hele verhaal.
Alleen net waar het spannend wordt (uitleg test protocol) houd je je wel ineens heel erg in?

Vermogen 15V SMPS?
Schakel je de SMPS uit voordat je 55Watt lamp aanzet?
55Watt @ 13,6V (4x3,4) = 4,04A x 0,5h = 2,02Ah

Verder begrijp ik de test niet helemaal, 120Watt voor een 72AH accu?
Natuurlijk is het handig om even te testen of de theorie werkt, maar dan kondig je het wel erg dramatisch aan.
Ik zou graag een test willen zien bij normaal gebruik aan boord, walstroom, starten motor, laden met dynamo en laden zonnepaneel. Graag met schemaatje hoe aan te sluiten

Maar misschien heb je andere overwegingen, ga vooral zo door, het idee van je alles etende regelaars vindt ik geweldig!

@ Jeroen-pion, Il Cigno en Ratman: Ik ben schoolmeester geweest en dat heeft zijn sporen nagelaten. Ik heb de drang alles zo duidelijk mogelijk te maken en dat resulteert in lange posts en daar staan dingen in die bij sommigen al lang bekend zijn. Dat kan saai zijn voor die personen. Daar heb ik begrip voor, maar ik verander mijn methode niet om hen die niet in de E-richting zijn opgeleid.

Mijn kleinzoon is jarig en op de technische vragen en opmerkingen zal ik vanmiddag ingaan.

Groeten, Peper.

Hmmm, leuk en lekker, een kasteel van cake uit een siliconen vorm, met chocolade daken op de torens en het poortgebouw en aardbeienjam tussen de kantelen... Diëtiste en de tandarts weer boos...

@AdB: Het is mij niet duidelijk waarom je een zeilzak over je zonnepaneel wilt doen. Als de laadconverters zijn aangesloten op het zonnepaneel loopt er een stroom van een paar uA door de converters, het zonnepaneel is niet totaal onbelast en de klemspanning zal niet 'sky high' gaan en eventueel doorslag in het zonnepaneel geven. De converters werken met een spanning van 9 tot 36V en zelfs een zonnepaneel met een Umpp van 24V komt onbelast niet aan 36V en is ook niet geheel onbelast, dus...
Nu is het wel zo dat een zonnepaneel dat de fotonen niet kan omzetten naar elektronen en weg kan laten stromen, warmer wordt. Misschien wel zo warm dat het soldeer van de 'tabs' smelt. Is dat de reden dat je het onbelaste zonnepaneel wilt beschermen met een zeilzak?
De converter lader laadt de LFP cellen individueel tot een maximum van 3,4V. Komt de spanning van de cel aan 3,4V dan is het spanningsverschil tussen lader en cel 3,4V - 3,4V = 0V en loopt er geen stroom meer. Geen stroom betekent ook geen schade aan de cellen, want om die schade aan te richten heb je stroom nodig. Kortom, de converter-laders stoppen met alle vormen van laden die bekend zijn en 'floaten' niet. In alle technische beschrijvingen van 'sudden cell death' wordt er serieel geladen en bij een capaciteitsverschil tussen de cellen zal dat overladen van de cel met de geringste capaciteit geven. Bij individueel laden gaat dit niet gebeuren omdat het laden automatisch stopt bij een volle cel met 3,4V celspanning.
De Victron MPPT lader laadt de 4 LFP cellen in serie en zonder balancers of een BMS dat dit regelt, kan het dan komen tot 'sudden cell death'. Ik neem echter aan dat Victron de cellen voor een 12V accu precies op gelijke capaciteit afmeet, zodat er geen capaciteitsverschil tussen de cellen bestaat.

@OFRi: De floatspanning is niet zo belangrijk, het gaat om de floatstroom, zolang die nul is is de accu beschermd tegen overladen.

@Zeilprutser: Het vermogen van de SMPS is niet zo belangrijk vanwege het feit dat het om een 'alles etende lader' gaat (met een wide range input). Is er iets te laden omdat de klemspanning van de cel lager is dan de eindlaadspanning (de 3,4V waarbij de cel 'vol' is), dan wordt er geladen, hoe veel of weinig lading er in de cel wordt gevoerd hangt af van het te leveren vermogen van de SMPS. Dit in nabootsing van de situatie aan boord waar het zonnepaneel of sleepgenerator of wisselstroom dynamo het vermogen voor het laden moet opbrengen en waarbij het vermogen niet bekend is.
Waar het om gaat is hoe de cellen zich houden indien zij vol zijn en toch aan de walstroom, het zonnepaneel of de sleepgenerator 'vastliggen'. Pas dan gaat de situatie zich verhouden met de situatie van een loodaccu aan de 'float' lader. Dat is de reden dat ik de cellen van tijd tot tijd met een halogeenlamp belast, zodat ze niet voortdurend op 100% SOC staan, maar even naar iets lager gaan om dan weer te worden geladen tot 100% SOC. Zou de aanname dat er bij het evenwicht tussen celspanning en laadspanning geen stroom loopt niet waar zijn, dan mol ik een van de cellen. Ik schakel de SMPS dus niet uit, ik wil weer zo snel mogelijk terug naar de eind laadspanning om te zien of er geen overlading plaats vindt.
Ik heb drie soorten converters met een ingangsrange van 9 tot 36V ter beschikking, 15W, 20W en 30W. Zou de praktijk niet overeenkomen met de meting van het testlab dat er bij een volle cel bij 3,4V geen laadstroom meer loopt, dan zijn de gevolgen daarvan het snelst bekend bij de inzet van 4 30W converters (een laadvermogen van 120W in totaal).

En ja, een test bij normaal gebruik aan boord is natuurlijk veel mooier. Die test zal er wel komen in 2019, maar als ik gedurende de winter, aan de 'walstroom' al ontdek dat het niet werkt, dan scheelt dat weer een test. De test aan de walstroom met 24/7 toevoer van vermogen is volgens het worst case scenario waarbij er dag en nacht spanning op de cellen staat. Bij het gebruik van de wisselstroom dynamo of zonnepanelen voor de energie is de vermogenstoevoer naar de cellen niet constant (dag en nacht verandering en een zeilboot vaart niet altijd op de motor). Het idee achter de test is dan ook of je de boot een week of twee aan de walstroom kunt laten liggen zonder dat de lader de LFP accu de nek omdraait maar ook dat als je dan weer gaat varen, je wegvaart met een volle accu.
Overigens de 72Ah cellen zijn nieuw...
En je wilde nog een schemaatje... scroll even terug in dit topic, daar staan er zat.

Groeten, Peper.

Peper schreef :
Het was geen kritiek hoor , tegendeel , maar lees ZF eigenlijk altijd op me terror telefoon en dan was het even scrollen .

En juist prima toch dat je het zo goed omschrijft voor de geïnteresseerden !!!

Niks mis mee

Ik had me voorgenomen niet meer reageren, maar toch maar even nog een keer, aan de hand van het eerste stukje..

-Lithium vindt het niet leuk als er in volle toestand spanning blijvend wordt aangeboden. Ook al loopt er geen stroom.
Als ze bijna vol zijn dus spanning eraf. Je theorie gaat daar niet op, naar mijn mening.

-zonnepaneel aansluitingen gaan niet smelten natuurlijk. Dan moeten ze toch wel meer dan 250 graad bereiken. Ga nu geen paniek zaaien.
Maar het is dus niet goed om de zonnepanelen de lithiums vol te laten houden. Dan is een zak dus wel aan te raden, dat was ook de reden van de suggestie, natuurlijk. Niet de warmte.

Beste Rooz, bij 3.4V is de LFP niet vol!
(ok Peper zegt het wel steeds, maar door de lage max 3.4V aan te houden beschermd hij ze dus tegen overladen)

Ook met een lagere continue V kan je de accu slopen volgens sommige bronnen. Ik moet toegeven dat niet alle bronnen hetzelfde zeggen.

@ Peper, ok duidelijk, ik zou echter bijvoorbeeld voor een 20ah accu gekozen hebben, met de regelaars kom je dan niet eens hoger dan 0.5C. En wordt het systeem toch wat serieuzer belast.
Met je test ben je de 72Ah aan het aaien en knuffelen.

Waar ik bijvoorbeeld benieuwd naar ben:
Laden de cellen evenwichtig bij als je bijvoorbeeld de accu op 50% hebt en maar 50watt totaal levert, of wordt de ene cell wat sneller dan de ander geladen? (door wat voor reden dan ook)
Als je tussen de cellen onbalans hebt wat gebeurt er dan tijdens het laden?
Wat als je bijna nooit de 100% SOC haalt?
Wat gebeurt er als je tegelijkertijd laad en verbruikt?

Only Fools Rush in schreef :
Ik denk dat het te maken heeft met de definitie "slopen"
Een LFP op een SOC van 10% "leeft" langer dan een LFP op 90% SOC.
Hoe leger hoe beter, maar weer niet onder het minimum.
Het is dus beter om hem bijvoorbeeld op 50% te houden, maar als hij toch al levenslang meegaat of degradeert door ouderdom, dan kan je hem beter gewoon voor 100% gebruiken.
Zoals Peper al aangaf je wilt een volle accu als je vertrekt, het zou beter zijn hem vlak voor vertrek pas te laden, maar dat is niet erg praktisch, vandaar Pepers zoektocht naar een praktische oplossing.

Je leest niet. Je moet geen spanning aan blijven bieden. Ook al is het lager dan 100%.
Laden tot gewenste spanning. En dan de lader loshalen!

Hij heeft geen zelfontlading, dus waar je m tot laadt, daar blijft hij op staan.
Ik geef toe, het is even wennen.

Mijn 7kwh pakket aan boord komt uit een outlander, de cellen zijn perfect gematched. Daar zit tot nu toe nog maar een 2 a 3 honderste volt verschil in. Mocht het wel uit de klauwen lopen op een gegeven moment, dan grijpt mijn BMS in om de spanningen gelijk te maken, door de betreffende cellen te ontladen.

roozeboos schreef : Dat is nu precies de theorie die hij wil testen in de praktijk!
Als de aangeboden spanning gelijk is aan de cellspanning zal er geen stroom meer lopen = gelijk aan loshalen.
Ik geef toe het is even wennen.

Als je dan perse wil testen, doe het dan met twee sets.
En met continue laden en eentje met afschakelende lader. En dat dan 5 jaar laten draaien.
Pas dan kan je een soort van conclusie trekken.

Testen lijkt me daarom overbodig. Gewoon afschakelen. Voegt verder niks toe, er is gen zelfonttlading.
Houdt in dat Peper zijn circuitje moet aanpassen, dat wel.
-De batterijen zijn duur en gevaarlijk genoeg om er niet mee te gaan experimenteren.

Overigens gaat het niet om de stroom, ZP, het gaat om de spanning.

Maar goed, ik zal me er verder buiten houden zolang het kwartje niet valt. Wordt dan toch een herhaling van zetten.

roozeboos schreef : Mee eens, vandaar mijn voorstellen.
Als je het doel in het draadje niet begrijpt kun je inderdaad beter ophouden.
Die Lithiums van jou zijn wel gevaarlijk maar de LFP/LifePo4 zijn dat niet, leg even uit wat er gevaarlijk is?
Als de spanning gelijk is, loopt er geen stroom, hoe kan dat invloed hebben op de cell?

Door de kritische p[ost van Rooz toch nog wat data bekeken.
Is de rustspanning van een volle LFP cell 3.4Volt?
Zo ja dan zou ik er wel iets onder gaan zitten, zou ook marge inbouwen voor de temperatuur invloeden.

Zeilprutser schreef :
Een LFP cel is vol bij 3,45V volgens 'Praag'. Een LFP cel mag met 3,65V worden geladen en door de lage inwendige weerstand loopt er dan een stroom van ongeveer 0,5c. Testen hebben aangetoond dat 1c wordt verdragen in het gebied tussen 30 en 90% SOC en de cellen iets warmer worden, maar dat het niet tot een thermal runaway komt. Laadstromen van 3c worden enkele minuten verdragen en anderen gebruiken zelfs 5c, maar dat mag dan maar 1 minuut. Een ladingspiek of laadstroompiek kan door Li-ion cellen (alle technologiën) bijzonder goed worden opgevangen. Er is een uitzondering en dat is een laadstroompiek bij 100% SOC, deze wordt geheel in warmte omgezet omdat er geen lading meer in de cel kan. Dan wordt de thermal runaway snel bereikt en gaat de cel 'plotseling dood'.
Nu heb ik nog een setje 8Ah LFP cellen, maar die zijn gebruikt, tot 0V ontladen geweest en weer opnieuw geladen. Ze zijn in jouw visie 'niet nieuw' meer en dus ongeschikt voor een test. Het is inderdaad zo dat als er schade aan de cellen door het op spanning houden zou ontstaan, dit bij deze kleine cellen eerder tot stand komt. Door het CVC gedrag van de converters zal er boven de 3,4V geen stroom meer lopen en daarmee geen I.t of I²R of I²Rt meer zijn. Ik verwacht dat er ondanks de lage capaciteit van de cellen ten opzichte van het grote aan te brengen laadvermogen, niet snel temperatuursverhoging optreed.

Waar het in deze test om gaat: 'kan ik gedurende lange tijd mijn LFP cellen aan een individuele CV lader aansluiten zonder dat deze cellen kapot maakt?'
Alle 'enge verhalen' die hier op het forum worden gequote, betreffen allen een serieel laadsysteem van meestal 4 (voor 12V systemen) LFP cellen. Daarbij is er één die aangeeft dat de eigenaars van de cellen per sé willen dat er een float charge wordt aangebracht om de cellen vol te houden. In deze groep ontstaat de meeste 'sudden cell death'. Nou, dat geloof ik wel, maar voor mij is dat helemaal niet zo 'sudden'. Het is eigenlijk onmogelijk dat deze cel-dood niet zal optreden. Je kiest voor een doorlopend laden zelfs als de accu vol zit. Dan moeten er wel cellen kapot gaan!
Dit is de float charge zoals voor lood accu's wordt bedoeld. Voor de onwetende buitenstaander zal de term 'op spanning houden' wel eens zijn gebruikt en zo ontstaat er dan de verwarring tussen 'op spanning houden' en 'Float charging', dit is dus niet hetzelfde en de eigenschappen (voordelig en nadelig) van deze methoden zijn ook niet hetzelfde. Daarbij komt dat de beschrijvingen van cel-dood allemaal voor seriële laadsystemen zijn beschreven en dat het hier om een individueel laadsysteem gaat. De rapportages van cel-dood bij serieel laden van cellen zijn dus variërend van 'niet helemaal' tot 'helemaal niet' van toepassing op een individueel cel laad systeem. Je kunt alle beweringen die zijn gedaan over laden niet 1 op 1 overzetten op het individueel cel laad systeem.

Over 'aaien en knuffelen'... Dit past in populaire loodaccu uitdrukkingen waarbij sommige vonden dat 'een accu van tijd tot tijd op z'n donder moet hebben.' Dat deed men om het op de platen afgezette loodsulfaat te desulfateren dan wel om het loodsulfaat van de plaat af te breken en naar beneden in de verzamelruimtes voor loodsulfaat te laten vallen. Bij AGM en Gel accu's ging dit niet en daarom hebben die ook lagere eind laadspanningen zodat je die accu's niet 'op hun donder kunt geven'. Het zou mij niet verbazen als deze methode door sommigen toch op hun AGM of Gel accu is toegepast, om de eenvoudige reden 'dat het bij mijn vorige accu ook goed werkte' en dat zij zo hun accu in minder dan geen tijd kapot maakten. Bij een laad ontlaad rendement van 95% tegenover 70% bij een loodaccu kan 'aaien en knuffelen' voor een loodaccu een regelrechte mishandeling van een Li-ion accu zijn.
Even terug naar waar het om gaat: als ik lange tijd van mijn boot wegga en ik wil toch volle accu's als ik daarop weer afvaar, heb ik lang de tijd om die accu's te laden. Dan hoef ik daar geen lader op te zetten die de accu's in een uur vol heeft (wat je juist wel bij loodzwavelzuur accu's wil) en dan gaat float laden, maar kan ik ongeveer 5 dagen over dat laden doen. Dan is er geen grote laadstroom nodig, ik heb ongeveer 120 uur om vanuit de walstroom te laden en een 100Ah accu krijg ik dan makkelijk vol bij een laadstroom van 1A. Zou ik constant current laden, dan maak ik de accu zelfs kapot door overladen. Dit om aan te geven dat aaien en knuffelen voor een loodaccu mishandeling kan betekenen voor een LFP accu. Net zoals float charging aaien en knuffelen is voor een loodaccu en mishandeling zal zijn voor een LFP accu. Je moet een volle LFP accu niet laden, daar gaat deze van kapot. Als er geen laadstroom loopt en er alleen spanning op de cel wordt aangesloten, wordt cel niet geladen en dus ook niet overladen tot schade. Dat is wat er in deze test wordt onderzocht.
Verder: alle ervaringen met float laden van serieel geschakelde cellen zijn niet van waarde op individueel geladen cellen.

Groeten, Peper.

Mijn huidige accu´s gaan mij waarschijnlijk overleven, nou ja de tijd die ik nog aan boord kan doorbrengen.

Maar toch ben ik aan het zoeken of ik zonder alles om te bouwen over kan gaan op LFP.
De oorzaak daarvan is het ongekende sombere weer de laatste weken.
Nog nooit voorgekomen, maar ik moest "stroom draaien" op de motor of aan de walstroom.
De automatische ankerlichtjes bleven een groot deel van de dag in bedrijf.

Ik mag graag wat experimenteren, dat leidt tot nieuwe inzichten en interessante ervaringen, en soms nieuwe artikelen.

Zon- en wal stroom is geen probleem denk ik.
De wal lader heeft een LFP stand, die ik ook met de Victron paneel regelaars kan instellen.

De 14,2V generator is wat lastiger aan te passen, er komt geen andere generator.
LFP moet een loodaccu kunnen vervangen zonder lastige aanpassingen. Dan zal het eerder navolging krijgen.

Zoals het nu er uit ziet blijft de startaccu gewoon als loodaccu in bedrijf, de generator levert de 14,2V aan deze startaccu en via een diode brug zou dat ook naar de LFP moeten gaan.
Daar is dan een SPANNINGS aanpassing voor nodig.

Die 14,2 moet dan naar zo´n 13V teruggebracht worden.
Dat zou kunnen met 2 dikke diodes in serie, of de 14,2V aan te bieden aan een zonnepaneel (MPPT) regelaar op LFP settings.

In de praktijk zal laden met de motor zelden nodig zijn en hoeft zeker geen 40A te bedragen.
Het zou dus 15A of 20A MPPT kunnen zijn.

MAAR, ik heb een windmolentje aan een 75/15 MPPT laten leveren en dat viel bitter tegen.
Steeds net even dippen en dan moet de spanning weer die + 5V halen, was geen succes.
Evenmin een poging om de spanning te verhogen met een 6tal condensatoren (op het ZF het idee gepikt) lukte het niet. Heb nu een paar handenvol condensatoren van allerlei waarden.

Via een PWM regelaar ging het wat beter, maar daar moet ook DC aan de ingang aangeboden worden, samen met de gelijkrichting IN de PWM werd dat ook sterk minder dan direct uit de molen (via één set diodes)

De molen heeft overigens de laatste weken voor het eerst in 15 jaar een merkbare bijdrage geleverd!
Er was ongekend veel wind voor deze omgeving, Ja... echt soms wel een paar uur 4Bf!
Normaal is dat 2Bf.

Komende week maar eens met De Victron importeur gaan babbelen.

LFP is hier nog niet aan de orde, veel te duur, en geen markt ervoor, ik zou de eerste zijn die LFP zou afnemen.
Het hangt een beetje af van de kosten/baten verhouding. Aan de kostenkant is dat vooral het werk wat nodig zou zijn.

Superinteressant allemaal weer peper! Ik zou wel een rondleiding door het lab willen hebben om al dit moois te zien! Vast heel leerzaam. Misschien een open dag voor ZF?

Pas op Peper met ongewenst knuffelen en aaien kan je de aandacht van de me2 beweging trekken!
Nee ik bedoel dat als je de 72Ah cell overlaad met continu 30watt dat is +/- 0.12C dan heb je best kans dat dat al lang goed gaat. Dus neem kleinere cellen zodat je eerder testresultaat zou kunnen verwachten.
Jouw hele verhaal/test/vraag komt hier op neer: Schaad het op voltage houden van een LFP cell op 3.4V de cell?

[quote="Zeilprutser" post=1000778
Is de rustspanning van een volle LFP cell 3.4Volt?
Zo ja dan zou ik er wel iets onder gaan zitten, zou ook marge inbouwen voor de temperatuur invloeden.[/quote]

De gebruikte converters zijn 'trimbaar' tussen 3,0 en 3,6V bij een nominale uitgangsspanning van 3,3V. Gebruik je de nominale spanning, dan laadt je de cel op tot ca 80% en zou je meteen een veiligheidsmarge hebben ingebouwd. 'Praag' geeft aan dat de celspanning bij 100% SOC 3,45V is.
De spanningscurve bij constant voltage laden geeft een asymptoot tot 3,43V weer. Hierdoor is de laadstroom hoog bij een lege accu met een lage celspanning (ca 3V) en neemt in het traject tot 3,4V af tot 0mA
Inmiddels is door metingen duidelijk dat de uitgang van de converters voorzien is van een weerstandsnetwerk om de spanning op de uitgang te regelen ten opzichte van de 1,24V referentiespanning van een converter. Bij het 'vol' zijn van de cel zal de converter nog wel de meetstroom van deze regeling moeten leveren. Het gaat dan over uA's, de invloed van deze meetstroom valt weg binnen de tolerantie van de meting.
Door deze trimmogelijkheid is elk bereik mogelijk tussen 'heel voorzichtig laden tot 3,3V' of haal alles eruit tot je aan de 3,6V bent gekomen. Ik geef je op een briefje dat de cellen dan snel kapot zijn!
Door hun lage inwendige weerstand worden LFP cellen bij stroomdoorgang veel minder snel warm, ze dissiperen minder en een bewaking op temperatuur als invloed op de laadcurve is daardoor minder dringend nodig. De thermal runaway is minder waarschijnlijk bij LFP cellen en door het onbrandbare elektrolyt zul je wel erg je best moeten doen om dat uit te lokken.

Groeten, Peper.

Zeilprutser schreef : Heel goed! En hoelang duurt dat dan als je dat doet. Preview: Het testlab heeft de cellen van 120 tot 180Ah al 3 maanden doorlopend aan een 4 converter lader van 4 x 20W staan... Maar ja, dat zijn geen nieuwe cellen, dus dat telt niet. Zou je toch in willen zetten op hoelang ze meegaan, zet dan in op meer dan 3 maanden.
Groeten, Peper.