Onderwerp: Een alles etende regelaar voor accu's

@Peper: hoewel ik snap dat sommigen onder ons liever kortere berichten zien, wil ik je graag bedanken voor juist de gedetailleerde en uitermate informatieve langere berichten. Ik zit zelf nog in het loodzuur tijdperk, maar word door jouw berichten gaandeweg optimistischer over het gebruik van nieuwere accu-technolgoie. Dank voor de langere posts!

Ik zal het kort houden... Dank je. Ik ben nog steeds bezig met zoeken naar mogelijkheden en er gaat nog meer komen. Dat is zeker.

CaptainCook schreef : Prima verwoord, helemaal mee eens

LFP accu's verwarmen

"Hey Peper, is je de warmte in je bol geslagen? Het is bijna 30 graden buiten en jij praat over verwarmen... je lijkt wel warm gelopen!"
'Dat kan wel zijn, maar je moet het ijzer smeden als het heet is en nu is het heet!'

Een volle LFP cel heeft bij 25^oC een onbelaste spanning van 3,38V. De belasting door de volmeter verwaarlozen we dan wel, maar de stroom die de voltmeter voor zijn goede werken vraagt is heel klein. Bij deze temperatuur kun je een laadstroom de cel in 'wurgen' als je er een laadspanning van meer dan 3,45V op zet. De 'inwendige spanning' - sommigen gebruiken hiervoor het begrip EMK of 'ElektroMotorische Kracht' - van een LFP cel is 3,45V bij een temperatuur van 25^oC. Tot de 3,45V loopt er geen meetbare laadstroom meer. Sluit je een hogere spanning aan dan 3,45V, loopt er wel weer een laadstroom, maar de lading in de accu neemt niet meer toe.
Nou dat is dan jammer van het vermogen dat je er in stopt, maar dat geeft toch niets?

Nou, dat geeft wel wat, want:
1. Door de stroom die door de accu loopt worden geen Li-ionen meer aan het FerroPhosphaat gekoppeld (want dan zou de lading wel toenemen), maar de Li-ionen worden dan 'afgezet' of 'neergeslagen' op de metaallegering van de + plaat. De Li-ionen vormen dan een metallische laag over de plus plaat en deze vormt iets wat het meest op een 'kooi van Faraday' lijkt. In de Li-accu wereld spreekt men dan over Li-plating of Lithium galvanisering. Het 'voller dan vol' laden, in de lood zwavelzuur accu wereld ook 'float charging' genoemd, en het toepassen van 'float charging' op LFP cellen heeft tot 'sudden cell death' geleid.
2. De laadstroom die niet 'extra meer' kan laden, draagt wel bij aan het warm worden van de cel. Daardoor neemt de 'inwendige spanning' toe en zo 'verzet' de cel zich tegen overladen. Net zoals je koorts krijgt bij een infectie omdat je lichaam zich verzet tegen een binnen gedrongen bacterie of virus.

Dit gebeurt bij 25^oC, maar daalt de temperatuur naar 0^oC, dan daalt de 'inwendige spanning' van de LFP cel naar 2,8V (bij een geladen cel) en gaat het 'overladen' met een kleine laadstroom al bij 3,0V (bij een temperatuur van 0^oC) beginnen. LFP cellen moet je niet laden bij een temperatuur onder de 0^oC dan maak je ze kapot door Lithium galvanisering of 'sudden cell death'. Daar gaat je goeie geld! De ellende begint pas goed als de cellen door het overladen in temperatuur gaan stijgen. Dan zal de spanning van de cellen ook stijgen en bij 25^oC zullen de 'overvolle' cellen een spanning krijgen van 3,9 tot 4,0V. Dat is de conditie waarbij er meer dan een half Volt beschikbaar is (van 3,3V naar 3,9V) voor het galvaniseren van de cellen. De stroom voor dit proces is niet te meten, want deze stroom loopt inwendig en je kunt er niet bij met meetpennen. Alles wat zichtbaar en meetbaar is, is de spanning op de accupolen.

Is dit nieuw? Niet echt, de Tesla geeft aan dat het BMS eerst de cellen gaat opwarmen voordat je de accu mag 'snelladen'. Je moet een half uur voor het snelladen de accu in de Tesla opwarmen, anders kun je ze niet 'snelladen'.
"Hm en jij hebt zeker een Tesla..." 'Nee, dat niet, maar buurman Sunday wel en bij zijn Tesla heb ik dat gezien.'
"Ja, hé luister eens, mijn boot ligt in de buurt van de Algarve in Zuid Spanje, daar wordt het nooit 0^oC ook al wil je het graag!" 'Nou dan heb je geen reden om voor je LFP accu een BMS te gebruiken dat hiermee rekening houdt.'
"En als ik in de winter nu mijn accu op de boot laat, maar de lader eraf haal?" 'Dan hoef je in het voorjaar alleen maar op te letten dat je niet laadt als het nachts vriest. Een thermostaat die dat voor je regelt is dan wel handig!'
"Mijn boot staat in de buurt van Stockholm de hele winter op de kant." 'Dan kun je er bijna gif op innemen dat de temperatuur in de accuruimte onder de 0^oC gaat komen. Neem je accu's van de boot en zet ze in je woonkamer. Ze zullen dan niet waarschijnlijk onder 0^oC komen en je kunt ze met 3,3V als eind laadspanning voor de cellen de hele tijd laden als je dat wilt.'
"Peper verzin eens wat anders, want ik wil de hele winter niet tegen die accu's in m'n woonkamer aankijken..."

In dat geval verzin ik een thermostaat met een omschakelaar, die onder de 5^oC een verwarmingselement aanzet op de stroom naar de lader en boven 5^oC de lader aanzet om de accu te laden. Door als verwarming een warmte element te nemen op 12V (voor achter de buitenspiegels van een auto) kun je een accubak goed verwarmen tot een temperatuur waarbij je veilig de accu kunt gaan laden. Op het moment dat je de veilige temperatuur (5^oC) in de accubak bereikt, wordt het verwarmingselement uitgeschakeld en de lader ingeschakeld.



Hoewel het geheel is ontwikkeld voor mijn individuele celladers, werkt het ook met een seriële lader vanuit een zonnepaneel of vanaf de motor. Met enige aanpassingen werkt het ook met een ventilatorkachel zodat je de accuruimte met 230V boven de 5^oC kunt houden en alleen boven de 5^oC kunt laden.

Soldeerbout aanzetten en daar gaan we.
Groeten, Peper.

Tim,

Je hebt geen 12 x 400 AH nodig als je er niet op vaart. Ik heb nu 4 x 90 AH met een BMS toevallig ook in een multiplex bakje dat weer in mijn kunstof accubak steekt.
Ik heb er zat aan. Je kan bijna 80 AH opstoken met je boord instrumenten en autopiloot. Gelijk aan een 160 AH lood zuur service accu. En elke boot tot 9 meter, die er niet op vaart heeft er zat aan denk ik een zonnepaneel en een compressor koelkastje erbij lukt denk ik ook.
Zo lang je huidige systeem goed werkt helemaal niet doen naar mijn idee.

Freek

Teslas heeft hele andere batterijtechnologie. LiFePo4 heeft (bijna) geen last van "lithium plating"

Ga je ze ook desulfateren?

Boardebas schreef
Ja die ronde 18650 cellen zijn andere dingen dan prismatische LIFEPO4 cellen 18650 is lichter en vind je in auto's fietsen en motorfietsen en ik denk ook wel in zo'n Chinees wiel waar je op kan staan. Die laatste vliegen wel eens in de fik bij het opladen en dat geeft het belangrijkste verschil tussen auto accu's en boot accu's aan de LifePO4 vliegt niet in brand. Een vorstbeveiliging is echter bij LifePO4 om de cellen te beschermen, niet onhandig. Bij mij zit die in het BMS.

Een 580 globe mag op zijn wereldreis 165 AH lood zuur (verplicht AGM/GEL) mee nemen mijn 560 heeft met de 90 AH LifePO4 accu heeft al zowat dezelfde capaciteit schat ik zo in.

Freek

Lithium plating wordt bij LiFePO₄ accu's uitgelokt door pulserend laden waarbij de piek van de laadpuls telkens boven de 3,45V en tot 3,65V wordt gebracht. Het is de stroom tijdens de piek die het galvaniseren veroorzaakt. De toevoeging van Yttrium in de Winston/Thundersky cellen zou deze elektrochemisch minder gevoelig maken voor Lithium plating door de spanning waarbij de Li-ionen los gemaakt worden uit het LiYFePO₄ te verhogen (vergelijkbaar met het spanningsverschil bij metalen in de edelheidsreeks) of het werkelijk ook zo is dat de toevoeging van Yttrium de lithium plating pas bij een hogere spanning doet plaatsvinden, weet ik niet en ik heb er ook niet over gelezen. Wel is het zo dat Winston/Thundersky altijd een hogere eind laadspanning voor hun cellen heeft opgegeven...
Er is een verschil in het 'elektrolyt' van LiCoMn cellen en de LFP cellen. Bij LCM cellen wordt gebruikt gemaakt van ether in de 'organische vloeistof'. Bij de LFP cellen is de ether 'gehalogeneerd' (voorzien van één of meerdere halogeen atomen) en daardoor is het onbrandbaar geworden. Dit trucje is ook toegepast bij de ether soorten die voor narcose worden gebruikt (Enflurane, Isoflurane en Desflurane). Het elektrolyt blijft daardoor wel vluchtig, maar zal niet bij lekkage van de cel ontbranden.

LCM cellen zijn lichter en kleiner dan LFP cellen van dezelfde capaciteit, dat is een voordeel dat bij 580 boot zwaar kan wegen. Kennelijk laat men dit voordeel t.o.v. Loodzwavelzuur accu's niet toe.
Alle li-ion cellen hebben een hoge temperatuur gevoeligheid met een grote spanningsvariatie per graad Celcius. De cel kan niet bevriezen (er zit geen water in), maar laden bij een lage temperatuur geeft problemen indien de laadspanning niet aan de temperatuur wordt aangepast. Voor LFP cellen geldt -1^oC als laagste temperatuur om te laden. BMS-en hebben daarom een beveiliging daarvoor. Kun je een BMS programmeren, dan kun je de temperatuur met de hysteresis instellen op een waarde die in jouw situatie het beste past. De meeste BMS systemen laten laden onder een bepaalde temperatuur niet meer toe, maar reguleren de laadspanning niet aan hand van de cel temperatuur.

Groeten, Peper.

"Batt low" alarm
Kortste post ever?
Groeten, Peper

Dacht ff hij speelt vals en er komt een boekwerk in het pdf tevoorschijn. Maar inderdaad, ongekend beknopt. Bruikbaar ding lijkt me.

Ja, en het is ook nog een vrolijk knipperend lichtje

Die pfet is inmiddels obsolete hoor...

roozeboos schreef :
Lekker opbouwend weer...
Geef dan op zijn minst een vervangend type op

Ik mis de mast en het zeil, maar er zitten wel een behoorlijke set accu's en een flink stel zonnepanelen op.
electrek.co/2020/11/26/tesla-o...electric-catamarans/
Groeten Peper.

Ik ben getroffen door 'de vloek van WadnWind'! Mijn .pdf post is te lang om te plaatsen!
Ach, dat moest eens gebeuren... en het kon ook alleen mij overkomen! Ergens ben ik er trots op.
Drop in replacement part one:

Maar ik verzin er wel wat op! Bij deze:


en dan doe ik er ook nog een spreadsheet bij:


Veel leesplezier!
Groeten, Peper

www.solacity.com/how-to-keep-l...ion-batteries-happy/

Leuk artikel en lezenswaardig artikel over LFP accu's

Under Voltage Lock Out bij elektriciteitsopslag in een mobiele accu
Vraagt individueel laden ook individueel bewaken van diepontlading?



Onbalans van lading bij bijna ontladen Lithium ion cellen kan heel groot zijn! Een UVLO gestuurd door alleen de totale accuspanning werkt dan niet goed. Sturing door de individuele celspanning werkt dan wel en schakelt de accu verbinding met de +busbar af om celschade door diepontlading tegen te gaan.

Project voor de winter!
Groeten, Peper

...dat doet toch ieder simpel lifepo4 pcb'tje? Als je op pack niveau beschermd tegen diepontladen en topbalancers hebt, kan er tijdens een cyclus niet genoeg onbalans komen om merkbaar te zijn. Een cel die meer dan een paar wattminuten onbalans heeft per cyclus is al de weg in geslagen van een Total loss. Zo doet de hele wereld het. (Behalve peper)

Mag dat ook zonder denigrerende toontjes?

Peper schreef :
Dit is absolute klinkklare nonsense. Alleen in hele specifieke gevallen kan dit voor een korte periode spelen als de batterijen voorbij de technische levensduur gebruikt moeten worden, of als er zeer afwijkende apparatuur gebruikt word. Die situatie komen we met normale spullen aan boord niet tegen. Het is paniekzaaierij.

Peper schreef :
Peper schreef :
Voortschrijdend inzicht ? Wel verwarrend voor de lezer.

De reden voor onbalans is gevonden.
De anti diep ontlading schakelaar werkt volgens spec's.
De 'Huff and Puff' regelaar is een idee Van Calidris, maar in een iets andere uitvoering.



Veel leesplezier!
Peper

Not everyone here is a member of ABYC, so I thought I would share this newsletter from them today regarding their tests of LiFePo4 batteries and potential for fire. This may be of interest to folks considering safety issues around lithium and discussing with surveyors.

===========

September 2022 Newsletter

ABYC President's Message

Common Sense

ABYC is built on a tradition of common sense and real world experiences. Early in my technical days, I was told ABYC designed the Standards so the backyard boatbuilder could achieve desired results. Testing and methodology were crafted in plain language for a “common sense” approach to a safe product.

We did not set aside best engineering practices for simplicity; the technical committee is packed with engineers and data-crunchers overseeing the process of drafting and updating the Standards. This balance has helped ABYC create useable, reliable, and relevant documents that help to achieve an unmatched level of safety in our industry. This is why, when the US Coast Guard asked us to look into potential problems with Lithium Iron Phosphate (LiFePO 4) batteries on boats, we jumped at the chance.

The ABYC Technical Department, with input from the industry, recreated a number of scenarios based on accident narratives that claimed LiFePO 4 batteries to be the cause of a fire. In our on-site test lab, our team subjected batteries to conditions ranging from “normal” operations to extreme use and abuse. We purchased units built for the marine environment with robust battery management systems. We also included recycled batteries available from mass retailers, with an “optional” battery management system and no clear instructions from the battery or cell manufacturer. We tried to replicate sketchy behavior which is the fear of insurance companies and regulators alike.

Do you know what we found? We couldn’t start the fire (Sorry Billy Joel). We witnessed swollen cells, completely dead batteries, and multiple safety cutoffs (when not bypassed). We had a very hot summer here in MD. Even the high heat didn’t come close to a spontaneous combustion scenario.

We arranged calls with industry experts, and we asked them what we might be missing in our testing. What can we throw at these batteries to replicate the accidents we were hearing about? No one had anything to add, short of putting these batteries directly in a fire (which we did). We were able to add LiFePO 4 batteries to a local International Association of Arson Investigators (IAAI) boat burn--even there, no one detected any indication that the batteries themselves contributed to the fire. Many of us were fully expecting a report where we were able to replicate an unsafe situation and make some recommendations.

Our full report will be sent to the USCG in due course, and then ABYC will report on our findings. This being a mere President's letter please take it as what it is: My observations while watching our Technical Department do some great work. But, the research and testing may show us that we must take this discussion to the test labs for another round. Our common sense approach to testing has proven again to be the foundation for getting to the bottom of a scenario many of us (including myself) thought would reveal itself in short order. Stand by for formal reporting as we continue our work.

- John

Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken.