Onderwerp: Een alles etende regelaar voor accu's

Weet dat je het niet leuk vindt maar doe je wel eerst even een capaciteitsmeting (is ook een stuk leuker met kleinere cellen) En dan hoor ik het over 5 jaar wel......
Ik verwacht namelijk niet iets meetbaars de komende jaren. Maar als je het niet test zullen we het nooit zeker weten, succes!

Saef, je hebt het over het laden/ontladen van in serie staande cellen. De 4 converter lader werkt zo niet, die laadt elke cel individueel. Ik heb geen converters gevonden die 2,3V aan uitgangsspanning leveren. Daarmee is de individuele cellader niet voor loodaccu's om te bouwen helaas.

Zou je overgaan op LFP cellen, dan komt de 'allesetende lader' je in alle zaken tegemoet. Je mag elke spanning tussen de 9 en 36VDC invoeren en het ding maakt er lading voor de accu van. Het maakt de lader niet uit waar die spanning vandaan komt, windmolens, zonnepanelen, wisselstroom dynamo, gelijkstroom dynamo, sleep generator, schroefasgenerator. Het BMS is dan in het systeem opgenomen.
Groeten, Peper.

Stel je hangt een zonnepaneel rechtstreeks aan de DCDC converters (de indivduele cel laders). Als de zonnepanelen minder kunnen leveren dan de LFP cellen vragen dan zakt paneelspanning in tot beneden het MPPT. Mischien wel zo erg dat de morsun's in UVLO gaan en er de hele tijd gestart en gestopt wordt met laden.
Die morsun's hebben helaas geen input voltage regulation mogelijkheid. Dan zouden ze gelijk een rudimentaire MPPT optie hebben. Nu niet. Ze eten inderdaad alles, maar ze knoeien dan wel.
Je ontkomt volgens mij niet aan een MPPT converter tussen zonnepaneel en cel-laders om een beetje rendement uit je panelen te halen.

Ik was aan het kijken naar deze converters van Vicor. Die leveren 80W per converter. En ze hebben een spanningsingang om de uitgangsspanning te adjusten. In plaats van hiccup volgen ze in eerste instantie een CVCC karakteristiek. Tot het te gortig wordt (de uitgangsspanning te ver moet zakken), dan gaan ze wel echt uit.
Helaas wordt een serie verbinding van de (geïsoleerde) uitgangen niet ondersteund. De engineer waar ik mee gemaild heb, vertelt alleen niet waarom niet (ja het staat in de design note). Maar daar wordt de belasting alleen tussen de bovenste en onderste converter aangesloten (en dan snap ik wel dat dat niet mag), maar bij een toepassing als individuele cel-lader heeft elke converter zijn eigen cel als stroomkring-afmaker.
Ze zijn een beetje te duur om zo maar eens de proef op de som te nemen.

Dat klopt! Hoe erg is dat? Wat doet een MPPT converter in dat geval? Die varieert de pulsbreedte van de oscillerende regelaar zodat er minder vermogen wordt afgenomen en het zonnepaneel weer op de Umpp komt. Dit komt neer op het aanpassen van de ingangsimpedantie van de MPPT regelaar op de verhoogde uitgangsimnpedantie van het zonnepaneel. Het gevolg van deze aanpassing is dat de spanning op het zonnepaneel zo lang mogelijk stabiel wordt gehouden, maar de stroom die er uitkomt lager wordt door de hogere ingangsimpedantie van de regelaar. Ja het is waar dat als Z_output gelijk is aan Z_input er de gunstigste vermogensconversie ontstaat.
Maar... (er is altijd een maar!) bij weinig zon wordt de ingangsimpedantie zo omhoog geregeld dat het verlies door de hoge uitgangsimpedantie van het zonnepaneel toch een aanmerkelijke rol gaat spelen, al loopt er maar weinig stroom door. Het levert bij elkaar wel meer rendement op dan bij een PWM regelaar, maar je hebt meer zon intensiteit nodig om het te laten werken. Een matig of slecht beschenen paneel dat niet in de buurt komt van de Umpp levert dan niet.
Die hebben ze wel maar niet in de zin dat je de UVLO spanning kunt beïnvloeden. De Mornsun converters hebben een disable aansluiting, die als je die aan de 'nul' legt, de converter stopt. Een regeling die de ingangsspanning meet en op basis daarvan beslist of er geconverteerd kan worden. Nu is dat punt in de converter vastgelegd op 9V. In het grensgebied gaat de converter over in boundary mode en gaat dan door de ingebouwde PWM regelaar de ingangsimpedantie aanpassen zodat de spanning op de ingang niet zover belast dat deze instort. Levert het zonnepaneel nog voldoende vermogen om met deze aangepaste te werken, dan blijft de conversie intact. Zou het zonnepaneel in staat zijn de ingangscondensatoren op te laden tot boven de 9V dan gaat de converter over in hiccup mode waarbij de lading in de condensator wordt gebruikt voor conversie en het zonnepaneel daarna de tijd krijgt om de condensator weer op te laden. Hierdoor wordt er ook bij weinig licht toch nog geconverteerd.
Nu zou de tussenkomst van een MPPT regelaar inderdaad het rendement door stabilisatie van de spanning kunnen verbeteren, maar het blijft de vraag of het rendementsverlies in de MPPT regelaar de toename van het rendement niet te niet doet. Het rendement van de converters varieert van 87% bij 9V op de input tot 90% bij 18V op de input. Een MPPT regelaar heeft een minimum aan vermogen nodig om te werken, de converters hebben dat ook. Het minimum vermogen om de converters te starten is lager dan het vermogen om de MPPT regelaar te starten. Dit ligt vast in het ontwerp voor de conversie van 30W is minder startvermogen nodig dan voor een MPPT regelaar van 150W of meer. Zou je deze vermogens opnames in serie zetten... ben je meer kwijt aan bruikbare lading dan alleen het verlies van conversie rendement van alleen de converters. Dat geeft uiteindelijk meer tijd van de zonneboog waarin de lader kan werken en in het totaal meer lading voor de accu. WADnWIND noemt dit het 'Harvesting principe'.
Metingen in het testlab laten de rendement variatie bij variërende ingangsspanningen zien en het rendementsverlies per converter. Die zijn niet afwijkend van de spec's.

Nu moet ik wel zeggen dat 80W per converter wel heel verleidelijk is, maar dat een converter met een geïsoleerde output niet in serie kan worden geschakeld, is voor mij een raadsel. Ja, voor die prijs ga ik niet experimenteren of het wel kan. In het Suriname project worden 50W Mornsun converters gebruikt, maar die hebben niet zo'n mooie grote input range en ook een veel bescheidener prijs van rond de €80.

Op dit moment wordt in het testlab onderzocht of er een andere methode kan zijn om het totale laadvermogen te vergroten boven de 30W per converter. Ik zal daar na de testen over posten.

Groeten, Peper.

Kun je eens een foto van de testopstelling sturen. Ik probeer het te volgen, maar een plaatje zou wonderen doen!

Na een week
Situatie op 1 december:
Vier 72Ah LFP cellen met een aluminium behuizing in serie. De celspanningen zijn 3,25, 3,28, 3,24 en 3,25V. Net iets boven de nominaalspanning. De cellen zijn nieuw en nog niet gebruikt. De spanning in serie: 12,9V (even checken met de som van de celspanningen… Ja, dat lijkt helemaal te kloppen).

Voedingspanning van de lader: 19,2V. Dit is een SMPS lader voor een HP notebook met een zwevende (geïsoleerde) uitgang, die volgens de ‘sticker’ 6,8A kan leveren. Dat is ca 130W en mooi voor 4 30W converters die samen 120W in de cellen gaan stoppen (als daar ruimte is!)
De 4 converters worden parallel aangesloten en de spanning van de HP lader wordt op de ingangen gezet. De spanning van de SMPS blijft op 19,2V staan er wordt onvoldoende stroom uit de lader getrokken om een meetbare spanningsval te veroorzaken.
De converter uitgangen leveren onbelast 3,32, 3,36, 3,33 en 3,31V. Alles binnen de opgegeven tolerantie. De opgetelde uitgangspanning van de converters in serie is 13,2V ofwel 4 x 3,3V. Alles lijkt nog steeds te kloppen. Er is nog geen ‘trim up’ weerstand aangesloten en ik begin ‘3Noreen style’ met een eind laadspanning van 3,3V. Hierbij worden de cellen niet verder dan 80% SOC geladen.

De stekker eruit en de cellen worden aangesloten (boutje iets losdraaien en de vorktong eronder en weer vastdraaien). Even zien of er iets gebeurt of veranderd door het aansluiten van de cellen… Nee, helemaal niets, geen rook, vlammen of geknetter. De gemeten celspanningen staan nu op de uitgangen van de converters. De stekker er weer in en weer even zien of er iets gebeurt… Nee, niets bijzonders. De celspanningen zijn inmiddels naar rond de 3,3V opgelopen en kennelijk levert de lader een kleine laadstroom die ervoor zorgt dat de celspanning toeneemt.
Ik meet geen stroom naar de cellen omdat het geringe verbruik van de ampèremeter de meting zal beïnvloeden door een kleine spanningsval en hierdoor de spanning op de accu lager wordt. Dat wil ik niet omdat ik juist deze spanning zo nauwkeurig mogelijk wil weten.
De schakeling werkt en wordt weggezet in m’n hobbyhok met de stekker erin.

Ik ben heel benieuwd naar hoe dit zal aflopen en ga elke dag even de celspanningen meten of niet één van de cellen uit de pas gaat lopen. Na drie dagen ben ik daar helemaal klaar mee want het lijkt of de cijfers op de meter ‘in beton zijn gegoten’ ze veranderen nog geen 10mV.

Zaterdag 8 december
Op 8-12 doe ik weer een meting van de spanningen:
Voedingspanning uit de SMPS: 19,2V
Celspanningen: 3,31, 3,34, 3,32 en 3,31V
Totale accuspanning: 13,2V
Dat is dus niet wereldschokkend of het moest zijn dat het wereldschokkend constant is.

Met de lader werkend sluit ik een 55W H4 koplamp aan, uitkijken, het ding wordt meteen gloeiend heet. Van de vier cellen zakt de celspanning bij 2 met 10mV. Kennelijk vult de lader en de converter meteen het afgenomen vermogen aan en brandt de lamp eigenlijk op de HP SMPS. De uitgangspanning van de SMPS is 19,0V en met 55W heeft de SMPS het iets moeilijker, maar het is niet echt ernstig.
De stekker wordt eruit gehaald en de halogeenlamp blijft aangesloten en branden. Het is aan de lichtintensiteit niet te zien dat de lader is afgeschakeld.
Na vijf minuten (300 sec) wordt de celspanning weer gemeten en alle celspanningen liggen nu 30 tot 40mV lager. De cellen zijn belast geweest en hebben lading afgegeven. Nadat de halogeenlamp is uitgeschakeld gaan de celspanningen met 10mV omhoog en is er kennelijk een recuperatie van de ladingsdragers op de anode en kathode als de stroom uit de cel wordt onderbroken.
De stekker van de lader gaat er weer in en het laden wordt weer hervat. De celspanningen worden weer gemeten en in de tijd tussen het insteken van de stekker en de meting op de aansluiting van de cel zijn alle cellen weer terug op 3,3V en nog een paar mV.
Hier zie je dat het duidelijk gaat om een ‘Constant Voltage’ lader. De ingestelde spanning wordt weer snel bereikt, ook al is daar een relatief hoge stroom voor nodig.

Tja, dit is voor de cellen nauwelijks uitdagend… De spanning blijft met 100mV onder de spanning van 3,45V bij 100% SOC en dat de cellen hier geen probleem mee hebben is niet echt verassend. Een trimweerstand van 47k wordt in gesoldeerd en de onbelaste uitgangspanningen van de converters komen in het bereik van 3,43 tot 3,47 te staan.
Het duurt wel 3 minuten en dan staan de cellen allemaal op 3,41 tot 3,45V en zijn ze kennelijk weer vol.

Concluderend:
Ik zou de rest van mijn leven kunnen besteden aan een poging om LFP cellen kapot te krijgen als ik ze op een constante spanning van 3,3V per cel aansluit. Nou, ik heb wel wat beters te doen!
Bij een belasting met ca 55W moet de 130W lader worden uitgeschakeld om ook werkelijk de cellen te belasten.

Wijziging meetprotocol:
De eind laadspanning is nu op 3,4V ingesteld om boven de 95% SOC te kunnen komen.
De belasting van de cellen wordt nu gedaan met 105W (de twee gloeidraden van een H4 lamp parallel), waarbij de 130W lader is uitgeschakeld.

Ik wens de cellen een ‘prettige maaltijd’ toe en ‘tot volgende week’.

Groeten, Peper.

Mag je hieruit nu concluderen dat LFP accu's zich veel minder dan loodzuur accu's gedragen als een buffer tussen lader en verbruiker? En dat het dus noodzakelijk is om de laadstroom ook te maximaliseren; niet zozeer voor de LFP's maar om de lader zelf te beschermen?

Oeh, Timo da's een vraag van drie regels.
Eerste opmerking: Ja, LFP accu's gedragen zich heel anders dan lood-zwavelzuur accu's. Het is me niet duidelijk wat je met buffer bedoeld, want alle accu's gedragen zich als een buffer. Waar wel verschil in zit is de snelheid waarmee de accu geladen kan worden en weer kan worden ontladen.
De condensator is in deze groep de snelste door een lage inwendige weerstand ten opzichte van de capaciteit. Er is geen chemische omzetting nodig om te laden en te ontladen zoals bij een loodaccu. Voor LFP accu's geldt dit ook, maar er is sprake van een ionen wisseling en niet van een chemische reactie. Voor de condensator geldt dat het alleen om de aantrekkingskracht tussen elektronen en positieve ionen gaat. Hier speelt het gewicht van de ionen en elektronen een rol. Het gewicht van lood en loodsulfaat is veel groter dan het gewicht van Lithium en ferrofosfaat en dat is weer veel groter dan het gewicht van elektronen. Hierdoor kan een condensator veel sneller op een spanningswisseling reageren dan een LFP accu en die is dan weer sneller dan een loodaccu.
Voor LFP accu's geldt dat elke laadstroom of ontlaadstroom goed is. Dit komt door de lage inwendige weerstand en daardoor is het laad en ontlaad rendement van de LFP accu's ook veel beter.
Er hoeft geen laadstroom te worden gemaximaliseerd want een LFP cel kent geen sulfatering zoals loodaccu's het geen de reden is dat er geen optimale laadstroom bestaat.
Echter door de lage inwendige weerstand kan de laadstroom erg hoog worden en voor een elektrische bron aandoen als een kortsluiting. Daar moet die bron wel tegen kunnen of de laadstroom moet worden beperkt.
Groeten, Peper.

Jammer dat je geen stroommeting doet in je hierboven beschreven 1 - 8 december experiment. Tegen de tijd dat de laadstroom naar nul gaat, en de celspanning de converterspanning benaderd valt de invloed van de meetshunt vanzelf helemaal weg. En daarvoor kan de invloed van een meetshunt met nauwkeurig bekende weerstand prima verrekend worden in de metingen?

Je hebt helemaal gelijk! In mijn E opleiding ben ik helemaal gek gemaakt met die berekeningen, vooral die van de Watt meter met een veldspoel voor de stroom en een draaispoel voor de spanning. Daar ben ik ernstig door getraumatiseerd! Maar het gaat nu weer goed met me hoor!
Maar heb je de kennis van de hoogte van de stroom nodig om te bepalen bij welke langdurig aangelegde spanning de cel kapot gaat? In de onderzoeksvraag komt dat niet naar voren en het stroom spanningsverloop is vooral afhankelijk van de capaciteit van de cel en de daarmee samenhangende inwendige weerstand (uit metingen in het testlab gebleken). De variabele 'cel-capaciteit' mag geen rol spelen in het construeren van een lader voor een range aan cel-capaciteiten.
Voor 'de weet' is het leuk de stroom te kennen, maar het is nergens anders goed voor. In het testlab is de stroom gemeten en die wordt op het punt van celspanning == laadspanning, nul. Je geeft zelf al aan dat dan de invloed van de meetshunt 0 is. Bij deze test gaat het erom dat er langdurig spanning op een geheel geladen cel wordt aangelegd. Volgens velen is dat nadelig voor de cel. Dat wordt hier onderzocht. Inmiddels is duidelijk dat het langdurig aanleggen van 3,3V per cel geen nadelige invloed heeft, maar dan is de cel nog niet vol. Er kan nu al geconcludeerd worden dat je de LFP accu in de boot heel goed op de walstroom kunt aansluiten als er een lader aanwezig is die nooit meer dan 3,3V per cel aanlegt. De accu zit dan op ongeveer 80% SOC en blijft daarop vast staan.
Praktisch betekent dit dat je zondagavond als je van de boot gaat, de accu aan deze lader kunt verbinden en de lader aan de walstroom kunt 'leggen' en naar huis kunt gaan. Als je dan weer vrijdagavond of zaterdagmorgen terug komt, de accu van de boot tot 80% SOC geladen is. Met andere woorden: je bereikt hetzelfde effect als het 'float laden' van een lood accu. Dit is aangetoond bij 3,3V per cel. Nu op naar 3,4V per cel! Dan gaat het ook niet meer over een week, maar over meerdere weken.
En het wordt nog gekker! Het laden vanuit een zonnepaneel is intermitterend door het dag en nacht ritme. Dat is voor de cellen dus gedurende de nacht een 'laad pauze' die er niet is bij het aansluiten aan de walstroom. Theoretisch zou dit een minder zware opgave zijn dan een vaste spanning die 24/5 (behalve zaterdag en zondag) door de walstroom wordt aangelegd. Dan kan het zonnepaneel dus aangesloten blijven terwijl je boot in de haven ligt en heb je geen walstroom meer nodig dan alleen voor de vaatwasser en de afwasmachine.

@IlCigno: Timo, de optimale laadstroom voor een LFP cel is nu 0mA geworden. Dat is van de gekke natuurlijk, maar het is alleen om het verschil tussen loodaccu's en LFP accu's te accentueren.

Groeten, Peper.

Sorry hoor, maar je gaat nu wel heel snel concluderen dat het allemaal okay is om de spanning erop te laten, en dat het allemaal geen kwaad kan.

De batterijen zijn echt erg duur. Ga jij ze allemaal vergoeden als blijkt dat je verhaal toch niet klopt?

Ik zou een onschuldige meelezer toch willen aanraden om de lader op dit type accu af te schakelen.
Kan de accu lekker zijn eigen gang gaan, zoals het hoort.

roozeboos schreef :
Als er geen laadstroom meer loopt hoe kan dan de accu nog geladen worden ?
Ik heb bij lood accu's nog nooit meegemaakt dat er geen laadstroom meer loopt, maar die wordt ook vaak expres overladen door een druppel lader om het interne verlies te compenseren tijdens niet gebruik.

Van de winter ga ik 4 180Ah lfp cellen als boegschroef accu monteren.
De koelkast gaat ook op deze accubank net als de dekwas pomp.
Deze gaan met de peper converters geladen worden, en dan nog een voeding om snel te laden.
of ik laat het zo, dan hoef ik de rest van de installatie niet aan te passen.

Misschienn kunnen die peper converters wel parallel dan heb je meer stroom om de accu in te duwen.
Ideaal als je maar even aan de wal stroom hangt, en ik kan de bestaande acculader blijven gebruiken.

Die converters kan je afregelen op 3,4V heb ik begrepen uit alle berichten, ik ga 3,4V gebruiken dan loopt er tenminste een beetje laadstroom, 3,4V overleven de cellen wel denk ik.
En anders dan doen ze het 1500cycli ipv 2 a 3 duizend cycli.
1500 cycli dan heb ik geen pijn in tanden meer denk ik.

Ik zeg niet dat er stroom loopt als het spanningsverschil nul is. uiteraard.

De accus vinden het alleen helemaal niet prettig om steeds een spanning op de uitgang aangeboden te krijgen. (vol of niet vol).
Stoppen met laden : spanning eraf. Er is nagenoeg nul zelfontlading, dus nodig is het ook niet.

De peper bordjes doen dat afschakelen niet. Hij wil er niet aan om het even aan te passen zodat er geen spanning aangeboden wordt als het laden stopt.
Prima hoor, een ieder moet doen wat ie zelf wil.

Maar weet je wat het is? Je maakt het niet slechter door het in te bouwen, alleen maar beter. Waarom zou je dat dan niet doen? De accu's zijn m.i. te duur om de gok te nemen. die één a twee euro euro voor een FET circuitje op de uitgang kan geen belemmering zijn.
Heb ik gelijk dan blijven de accu's langer goed. Ook weer groener. Heb ik ongelijk dan heb je een paar tientjes teveel uitgegeven.

De testjes van Peper zijn wat mij betreft overigens niet sluitend bewijs dat het niet nodig is. Hoe goed bedoeld ook.

Ik zal er weer over ophouden.

Waarom kunnen die accu's niet tegen een constante spanning ?
je stopt met laden dus er loopt geen stroom meer, de klemspanning wordt dan niet hoger
De accu zelf heeft ook constant spanning staan op de klemmen, ik zie het verschil niet.

Wordt er iets uit de accu aan stroom getrokken wordt dat meteen weer bijgeladen, de accu is dus
eigenlijk altijd vol.

Ik heb wel eens gelezen dat de accu zich meer als een condensator gedraagt.
Een concensator kan er toch ook tegen ?
In mijn jongere jaren zo'n dikke basbox in de auto en bij de versterker zat ook een accu om de spanning een beetje op peil te houden bij een diepe bastoon.
Die condensator staat ook parallel aan de accuspanning..

nogmaals ik zie het probleem niet, kan jij dat misschien toelichten ?

Sprokkie schreef :
De accu's zijn een spanningsbron, net zoals de lader.
Als ze op elkaar aangesloten zijn is per definitie de spanning gelijk, maar er zou zo maar een stroom van 100A kunnen lopen bijvoorbeeld.
Het leven van een accu zonder lader ziet er nu eenmaal anders uit: vrij om te ademen in plaats van in een dwangbuis.

Airgead schreef :
Spanning gelijk is spanningsverschil = 0. Niets aan te doen en dan loopt er geen stroom (= 0) want daarvoor is een spanningsverschil nodig. (I=U/R of de wet van Ohm) Bij metingen is vastgesteld dat er dan 0mA in het mA bereik gemeten, aan stroom loopt.

Waar is deze wetmatigheid in de elektriciteitsleer vastgelegd en wie heeft zijn of haar naam daar aan verbonden?
Dit is dictie van een 'accufluisteraar'

Groeten, Peper.

Peper schreef :
Ik heb geprobeerd het op een abstracte eenvoudige wijze uit te leggen voor iemand anders. O.K. 0 m.a. is 0 m.a. Hoe heb je dat gemeten? Hoe weet je dat bij veroudering dit ook zo blijft? Bij welke temperatuur?
De situatie is gewoon een spanningsbron // schakelen met een intelligente spanningsbron. In de bulkfase een stroombron, in de absorptiefase een spanningsbron by proxy, en met druppellading? Who knows....
Ik zou gewoon een hysteresis aanbrengen zoals ik al weken geleden aangaf.

Vreder,tja, het is een wat subtieler abstractere uitleg die ik gaf, zou je kunnen duiden als accufluisteren. Ik houd het liever bij fundamenteel juist.

roozeboos schreef :
Ik heb een sterk vermoeden dat je gelijk hebt roozeboos, als het om lang van je accu's gebruik te kunnen maken. Alleen zo werkt een forum niet. Accu's wel natuurlijk maar dat is een heel andere zaak hier geld de waarheid van een internet forum. Het is aan de lezer om te bepalen. Feit en fictie vervagen. Het is een sociaal medium.

Airgead schreef : Met een 4 digit multimeter in het mA bereik, zoals aangegeven.
Dat is niet bekend, daarom doe ik ook de test!Kamertemperatuur (20oC tot 30oC)LFP cellen kennen geen bulkfase, geen absorbtiefase en bij 0mA is er geen sprake van druppellading. Er wordt CV geladen met een stroombegrenzer om hoge stromen te voorkomen die de schakeling te warm zouden kunnen maken. De converters hebben een 'thermal cut out'.
Dat ga ik met zekerheid niet doen want daarmee lok je overladen uit en dat is ongeveer het slechtst wat je een LFP cel kunt aandoen. Dus niet wat nu gebeurt: snelladen met 3,65V per cel en dan een 'fold back' naar 3,4V als de cel vol zit.
Daar heb je gelijk in, zei het dat de terminologie van 'bulkfase', 'absorbtiefase' en druppelladen' juist 'fundamenteel' ongeldig zijn bij LFP accu's. Dat zijn termen uit de loodaccu technologie en die zijn hier niet meer geldig. Sterker nog, ik durf te beweren dat het handhaven van deze terminologie en de daaraan gekoppelde techniek een flink aantal LFP cellen 'het leven hebben gekost'.
Maar ja, dit is een forum en ik durf mijn nek wel uit te steken om dit te testen...

Groeten, Peper.

@ Peper,

Dus als ik het goed begrijp wordt Coulomb contant gehouden bij het laden.
Aangezien V zo goed als constant is dan is dat dus bijna gelijk aan laden bij een bepaalde stroom als ik het goed begrijp.

De foldback is overigens niet wat ik in gedachte had, tenminste niet actief door ontladen.
Ik dacht zo dat het laden tot de maximale spanning en dan wachten met laden totdat er een lagere waarde V is bereikt waarna het laden weer tot de maximum spanning plaats grijpt. (kan grijpen)
Hoe zou dit tot overladen kunnen leiden?

Verder probeerde ik het abstracte punt te zetten dat bij lader aan een accu, de lader "is calling the shots" Maar goed, misschien is dit inderdaad niet een punt.
Gevoelsmatig, maar daar hebben we niet veel aan wellicht, vindt ik de accu op 3,30V houden, en meteen gaan bijladen als het 2,29V is niet een goed idee. Als de accu vol is gaat de lader zich dus als spanningsbron gedragen. Twee spanningsbronnen // ?? Ik zou de lader lekker in het stroomnbron bereik houden in plaats van het bereik als spanningsbron. Voorkomt jutteren om het zo maar te zeggen. Hoe stabiel is de spanningsreferentie in de lader? Stoorspanningen/stromen? Enzovoorts.

Een goed en elegant ontwerp is wat anders dan iets wat 1 keer in de praktijk getest het doet.
(door schade en schande wijs geworden laten we maar zeggen)

anyway: dat is hoe ik het zie.

@Airgead:



Dit zijn de meet curves bij het laden van een cel door twee laders, één is de individuele cellader en de andere een seriële lader voor 4 cellen. De individuele lader heeft 3,4V als eind laadspanning en de seriële lader voor 4 cellen heeft 13,2V als eind laadspanning. Raken de cellen vol dan stopt eerst de seriële lader bij 3,3V per cel. De individuele lader doet de 'topping up' van de cellen. Een seriële lader kan bij verschillende celcapaciteit onbalans uitlokken omdat elke cel, ongeacht de capaciteit, de zelfde hoeveelheid stroom 'door de strot krijgt gewurgd'. Dit is de oorzaak van overladen van de kleinste cel in de serieschakeling en de z.g. sudden cell death van deze cel.
In de situatie van de seriële lader kun je de accu beter niet aan de lader laten, omdat onbalans met zekerheid één van de cellen kapot maakt. Een limiter kan dit voorkomen, maar die dissipeert dan wel het vermogen dat anders door de cel in de vorm van lading zou zijn opgenomen.
Bij CV laden verloopt de spanningscurve asymptotisch tot de eind laadspanning. De eind laadspanning wordt niet bereikt of het moest in het tijdstip oneindig zijn. CC laden geeft een constante laadstroom maar bij het naderen van het moment dat de cel geheel geladen is, kan de spanning boven de eind laadspanning uitkomen hetgeen meteen het overlijden van de cel betekent.
Bij CV laden kan dit niet en daarom is deze methode veiliger. De vraag is "blijft dit veilig ook als de cel vol is?" Dit is de onderzoeksvraag.
Bij het artikel dat ik las over de CV laden en de levensduur van de accu zat deze curve



Deze curve hoort bij een LCM cel en niet bij een LFP cel. Op deze curve kan ik niets baseren want dan vergelijk ik appels met peren. Het betekent ook dat voor mij alle registratie of meldingen van schade door doorlopend op een spanningsbron te zijn aangesloten, niet te verbinden zijn met LFP cellen.
Een ander idee komt uit een artikel over de ideale bewaarspanning. Die zou voor LFP cellen op 2,8 tot 3V liggen. Een accu in een boot wordt niet bewaard, maar is in 'functie'. Waarmee iets over een bewaarspanning geen hout meer snijdt. Ik heb wel ooit gedacht dat het cyclisch bedrijf van een LFP accu beter zou zijn omdat je dan in de buurt van die ideale bewaarspanning zou blijven.
Ik maak uit jouw opmerkingen op dat jij ook die mening bent toegedaan, maar ik kan het verkeerd hebben gelezen. Ik geloof daar niet meer in, maar dat is gevoed door het feit dat de bewaarspanning wellicht nooit wordt bereikt bij een accu 'in functie' en daarmee niet zijn waarde verliest, maar niet praktisch toepasbaar is.
Groeten, Peper.

Peper schreef:
In de situatie van de seriële lader kun je de accu beter niet aan de lader laten, omdat onbalans met zekerheid één van de cellen kapot maakt. Een limiter kan dit voorkomen, maar die dissipeert dan wel het vermogen dat anders door de cel in de vorm van lading zou zijn opgenomen.
Bij CV laden verloopt de spanningscurve asymptotisch tot de eind laadspanning. De eind laadspanning wordt niet bereikt of het moest in het tijdstip oneindig zijn. CC laden geeft een constante laadstroom maar bij het naderen van het moment dat de cel geheel geladen is, kan de spanning boven de eind laadspanning uitkomen hetgeen meteen het overlijden van de cel betekent.
Bij CV laden kan dit niet en daarom is deze methode veiliger. De vraag is "blijft dit veilig ook als de cel vol is?" Dit is de onderzoeksvraag.

Ik begrijp hier uit dat laden met de kleinste cel als maatgevend voor de eindspanning, schade voorkomt/omzeilt.
Maar dat de andere drie cellen net niet/nooit helemaal volgeladen worden.


De 4 cellen met een seriele lader, B.V. een MPPT afgesteld 13,2V "absortiespanning" met een zeer korte tijd en daarna naar float van 12,8V een goede gebruiks mogelijkheid is?

Met zon panelen wordt de LFP dan iedere dag even op 13,2V gebracht, de spanning daalt met verbruik tot 12,9V MPPT blijft in float.
Wanneer de spanning onder de 12,8 zakt komt het bulkladen weer in bedrijf. En bij 13,2V zakt de spanning weer naar die 12,8V.

De 3 wat grotere cellen worden dan nooit opgetopt, maar dat schijnt LFP niet te schaden.
Er is dan een ietsje minder capaciteit.
Een 400Ah accu wordt dan gereduceert tot een 395Ah accu.
Daar valt toch goed mee te leven?

@ Peper:

Dank!

Vooropgesteld dat ik het onderwerp heb gevolgd maar nooit actief bestudeerd…

Wat me opvalt is de zeer vreemde slinger in het traject van zo’n 5% tot 15% SOC van de spanning van de cel. SOC zal wel voor het percentage lading zijn ten opzichte van de volle lading.
Het lijkt me dat je altijd uit dat gebied wilt blijven?
Laten we zeggen niet meer ontladen dan tot 20%?
Bij 50% lading begint de bulk booster lader al flink in stroomleverantie af te nemen, en bij 60% is het wel gedaan. Betekent dat de stroom die loopt tijdens het laden boven 60% tot zo’n 1/3 is gezakt.
Wat interessant zou zijn om het visueel te maken is de “tijd versus SOC tijdens het laden” grafiek. (is natuurlijk af te leiden uit de gegevens die je al hebt)
Als je in de praktijk boven de 60% SOC blijft, dan kan de bulklader wegblijven…

“Lullig” is dat de ladingstoestand aan een behoorlijk vlak lopende Ucel versus SOC moet worden afgemeten, maar dat is niet anders, ook niet bij loodaccu’s.

Het hangt maar net af van de spreiding in capaciteit van de cellen, dat is iets wat je zou moeten weten worst case scenario. Stel dat dit 5% is, dan lijkt me dat een load balancer uiteindelijk de betere weg is.

Andere optie die je wellicht meer aanspreekt is om de hoofdlader, de bulklader, actief wordt aangestuurd door monitors op elke cel.
Wat ik bedoel is dat ie gewoon lekker blijft laden vlak voordat de individuele laders de rest doen.
Dit zou je moeten doen op een fail safe manier die wel te bedenken is. (bijvoorbeeld 4 stuks optocoupler die als de spanning te laag is worden aangestuurd, en de uitgang van de optocoupler in serie: als een optocoupler stuks gaat, de bedrading het laat afweten levert de uitgang geen shunting stroom meer, slaat de bulklader af.

Verder gebruik je dus een “soft knee” in de laadcurve als je de maximale spanning benaderd. Betekent ook dat het bereiken van volle lading langer gaat duren, maar het voorkomt ook de noodzaak tot de door mij genoemde hysteresis ding: deze zou je inderdaad een groter traject kunnen geven, maar dat is dus discutabel, als je met een hogere stroom tot het eind wilt laden (“hard knee”) is het wel belangrijker om een kleine hysteresis in te bouwen.

Als laatste: gezien de noodzaak tot floating laden van de individuele cellen en de daarbij behorende 4 keer verliezen is het bulkladen van alles tegelijk effectiever en meer straight forward.
Kortom: ik klets weer eens uit mijn nek, uh…ik bedoel te zeggen of load balancers met bulkvoeding, of bulkvoeding die effectiever kan worden ingezet met 4 losse floating laders als hulpladers.

Ik heb al eens eerder de suggestie gedaan:
Een seriële-4-cel lader die 'af slaat' op basis van het maximum van de 4 individuele celspanningen, in plaats CV laadt naar bijvoorbeeld 13.2V, is volgens mij veiliger en efficiënter.

Veiliger (beter voor de levensduur) omdat je zeker weet dat je nooit gaat overladen als gevolg van onbalans. Immers de eerste cel die door de 3.4V heen gaat, zorgt ervoor dat de serie-lader ermee ophoudt. De andere 3 cellen kunnen dan eventueel nog afgetopt worden door individuele cel-laders.
Dit in tegenstelling tot een CV 13.2V lader, die op de totale serie-spanning afgaat, en daarmee impliciet een aanname doet dat de onbalans nooit zo groot zal zijn dat er al een cel door de 3.4V grens heen gaat. Maar stel nou dat dat niet zo is... zo'n imbalans wordt alleen maar groter als je een cel gaat overladen.

Efficiënter omdat je de de seriele lader langer kunt inzetten (tot een hogere SOC kan gebruiken), als je cellen wel netjes in balans zijn. Je kan de CV waarde van 13.2V ophogen naar 13.6V =4x3.4V (of welke veilige eindspanning je dan oook kiest). Als je cellen perfect gebalanceerd zijn, dan laadt je serie-lader alle cellen keurig tot 3.4V op.
Efficiënter hier dus in de betekenis: omdat je de lader 'beter' gebruikt.

Er zijn inmiddels ook ICs om een actieve balancer te maken voor je serie cellen. Elke cel krijgt dan een flyback converter waarmee lading van de ene cel naar de andere cellen gebracht kan worden. Geen warmteverlies dus, maar hergebruik van de energie. Wordt het wel een stuk complexer van.

Twist schreef :
Precies!