Onderwerp: lifepo4 laden met alternator

De WS500 is de geprofessionaliseerde VSR/Arduino Altenator Regulator.(de man is commercieel gegaan)

Mijn oorspronkelijke idee was het zelfde, een simpele controller die de altenator en de lifepo4 accu beschermt. (helaas is die van hem erg complex geworden en nu ook nog eens duur)

Dus nu omdat een boot waar we dit op willen toepassen bijna klaar is moet de kogel maar eens door de kerk en dan maar zelf bouwen....

De WS500 en zijn voorgangers beschermen de alternator en de accu(tegen overladen) dmv PWM op de Field van de alternator en controleren hiermee het voltage en de stroom, wat is daar mis mee?

Een Arduino (met wat kippenvoer eromheen) is prima in staat voltage en stroom te meten, op basis daarvan kan hij met de PWM de stroom begrenzen om de alternator te beschermen tegen overbelasting en het laden stoppen bij het gewenste voltage van de accu.

Er zijn nog wel wat details waar rekening mee gehouden moet worden, maar naar mijn mening allemaal op te lossen met simpele functies die mogelijk zijn met de Arduino.
Zoals indien gewenst stroom begrenzen icm lage RPM doormiddel van stator of andere RPM sensor of data.
Temperatuur correcties voor alternator en/of accu
Meting voltage per cell, schakelen alarm bij ongewenste waardes, etc etc
Het mooie is dat communicatie (weergave en instellingen)simpel kan direct met PC, Raspberry of BoatController maar ook bijvoorbeeld met de Multiview van Rooz als hij dat zou willen.

Zeilprutser schreef :
Het schema en de software staan in github, dus je kunt het eenvoudig forken en aanpassen naar je eigen wensen.

Op zich is de VSR volgens mij niet extreem complex, maar daarintegen wel universeel inzetbaar.

Mag ik -voor mijn eigen rust- nog even een waarschuwing de lucht ingooien om niet te gaan klooien met lithium accus!?
Zo niet dan toch.

Met name als ik het begrip arduino voorbij hoor komen dan krijg ik steeds een hoog hobby gehalte in beeld.
Niks mis mee, maar deze accu's zijn veel te gevaarlijk voor gehobby.

Mijn mening:
Een LFP accu dient behandelt te worden als een kortsluiting bij het laden, dat betekent de stroom regelen voor het de accu in gaat.
Die stroom zal dan al bij laag toeren naar maximaal willen gaan wat de regelaar doorlaat.

Er dient van met het slechtste gerekend te worden en men mag op het beste hopen.
Bij laag toeren heeft de generator minder koeling, dus kan dan ook minder stroom leveren, ook daarmee dient gerekend te worden.

Wegblijven van kritische grenzen lijkt me het verstandigst.
De generator (op laag toeren) is de maatgevende voor de maximale stroom, bij 13,6 stoppen met laden kan best iets lager met de generator. De zonpanelen doen het topje wel bij zeilschepen.

Om LFP op voldoende lading te houden lijkt me een spanning van 13,2 een redelijke spanning.
Het is ver genoeg van die 13,6V die al of niet schadelijk zou kunnen zijn bij langdurige handhaving en toch is er genoeg energie aanwezig. LFP hoeft niet opgetopt te blijven, zoals lood.

Zeilprutser schreef :
Op 30% regelen van een inductieve last met PWM levert wat "probleempjes" op. Verder valt er weinig te winnen t.o.v. een DC-DC koppeling.

Er zijn twee zaken waar een gemiddeld loodaccu gebruiker raar tegen aan kijkt. Te weten, de gewoonte de accu's bij elke mogelijke gelegenheid tot 100% te laden verkort de levensduur en moet vermeden worden. Als tweede dat een alternator in een motorruim van een jacht thermisch aan zijn grenzen komt als je er voor je gevoel nog maar weinig van vraagt. ±30A continu is meestal wel een harde grens.

37south schreef :
Als je mij bedoeld, ik kon het niet nalaten. Er worden hier vanuit de praktijk zeer zinvolle bijdragen geleverd waar simpelweg theoretisch overheen geluld wordt.

Noballast schreef :
Ja ik bedoel inderdaad jou. Een zinloze opmerking. Ik kan je verzekeren dat ik alle ervaringen met aandacht en respect lees. Respect is waarschijnlijk een woord dat je niet kent. Als je het ergens niet mee eens bent kom dan met technische argumenten.

Zeilprutser schreef :
Niks mis mee, maar er is bij laden van een Lifepo4 accu naar mijn smaak niets te "regelen", alleen begrenzen. Al dit soort features zijn aanwezig om de WS500 universeel inzetbaar te maken en kun je voor Lifepo4 wegpellen. Zo sterk dat er voor Lifepo4 bijna niets overblijft.

Nog een keer dan maar, heel simpel:

1. Begrenzen laadstroom tijdens bulk laden ter bescherming van alternator en accu zelf.
2. Bij bereiken van 13.6 Volt met laden stoppen door Field stroom te beeindigen.

1 bereik je door eenmalig vast te stellen bij welk amperage alles goed blijft gaan, vooral of alternator niet te heet wordt. Als je BAT+ op de Field spoel zet met een rheostat in serie kun je de field stroom afstellen tot de nodige begrenzing is bereikt. Aangezien bij elke laadcycle tijdens het bulkladen 0 interne weerstand wordt ondervonden is dit een vast gegeven en kun je de rheostat zo laten staan of door een vaste weerstand vervangen.

2 bereik je met een voltage switch (VSR)

Daarnaast thermische controle en uitschakelen van field stroom als de max temp wordt bereikt. Zal bij juiste begrenzing van laadstroom niet vaak gebeuren.

Ik kan er echt niets meer van maken.
Als dit weerlegd kan worden, houd ik me aanbevolen.

Saeftinghe schreef :
Mee eens maar of dat op 13.2V houden nodig is weet ik niet.

37south schreef :
Laat ik het dan maar eens weerleggen.
Het is niet moeilijk een regelaar te maken die, en de spanning regelt, en die de stroom regelt.
Niks met een rheostat (ondanks mijn studie elektrotechniek moest ik het woord opzoeken, maar het blijkt een potmeter te zijn), nee gewoon een actieve regeling.
Je zet in de laadkring een meetweerstand die de stroom meet, en dit signaal gebruik je om de veldstroomregeling bij te regelen.
De regeling kan je met een microcontroller (bijvoorbeeld een ATmega328, dan gaan Chris zijn tenen niet hobbymatig krullen) uitvoeren, maar nog mooier is het natuurlijk om daar een echte regel-microcontroller in te zetten, die wat beter is geëquipeerd voor schakelende voedingen.

Daarbij laat je het geheel ook nog de temperatuur van de batterij en alternator meten, en regelt de stroom navenant terug als deze te hoog worden.
Is het moeilijk om de stroom door een (dynamische) kortsluiting te regelen? Nee, alleen moet je je regellus wel snel houden. Dus de veldstroomregeling niet via-via regelen, maar direct vanuit de controller.

roozeboos schreef :
Dat mag, maar dit draadje gaat over LiFePO4, als daar je installatie goed is uitgevoerd zijn ze veel minder gevaarlijk dan Lipo-accu's. (Zoals dat jacht in Sneek dat ze niet uit kregen en toen tot zinken hebben gebracht)

PWM en Inductieve last.

3Noreen schreef :
Ja en? Vrijloopdiode er in en je hebt een buck-regelaar. Niet spannend.
Je kan er zelfs voor kiezen om de stroomregeling op de 'aan-puls' van de regeling te laten aangrijpen en via een comparator je PWM-puls af te kappen (Heb gewerkt met een www.ti.com/lit/ds/symlink/tms320f28030.pdf) daarmee krijg je dus door een dynamische kortsluiting een perfect stabiele stroom.

Saeftinghe schreef :
De WS500 gebruikt de W AC output van de alterantor om het toerental te volgen. Bij lage toeren, minder natuurlijke koeling dus wordt je alternator begrenst in amp's output.

Ik ben verbaast over de hoeveelheid discussies of de ws500 wel of niet werkt, alsof het nog een te ontwerpen product is. Nee het is gewoon te koop, en werkt al jaren op vele boten. Dat is de praktijk die ik bedoel.
Dat hij duur is vind ik ook, en zelf bouwen is zeker goedkoper.
Ik breng alleen dit product onder de aandacht omdat het in NL nog niet te koop is. Kopen is gemakkelijker als zelf bouwen wat niet voor iedereen is weggelegd.. Zitten we hier op een zeilersforum of op een electronica hobby website??? En ieder beetje korting scheelt in de portemonnee. Een Balmar kost ook 400+euro, voor 150euro meer heb je een WS500.
Ik vind andere marine producten ook duur, als voorbeeld 150-200 euro voor een Victron accumonitor, om alleen spanning en stroom en ampH en soc af te lezen. Is toch ook erg duur, maar ik zie ze erg veel geïnstalleerd.
Voor geinteresseerde om samen in te kopen graag bericht voor 1Juni.

37south schreef :

Waarom zelfbouwen als er een goedwerkend apparaat te koop is. Alles is zelf te bouwen, accu laders, inverters. Dat doet toch ook bijna niemand meer.

It Paradyske schreef :
Het was van mij uit puur als informatie bedoeld. Ik vraag mij zelf af wat er met die stroom door een vrijloop diode gebeurt in de rotor ? Misschien draait het magnetisch veld wel. Dat zal ook wel weer een effect hebben op de stroom in de stator toch ?

Mee eens maar of dat op 13.2V houden nodig is weet ik niet.


Hiermee bedoel ik aan te geven dat er voldoende energy in de LFP blijft, en deze niet naar vrijwel leeg gaat vóór er weer geladen gaat worden.
Omdat niet opgetopt hoeft te worden zou het laadniveau ook niet helemaal 100% hoeven te zijn.
Laadtoestand tussen 13V en 13,5V houden lijkt me ook in orde.

Ik heb graag wat energy in de accu, voor het geval dat het laadcircuit de geest geeft, dan kun je nog een tijdje voort.


Om met PWM de veldstroom te regelen ben ik een beetje huiverig. Het voortdurend schakelen van 0 naar maximaal lijkt me meer risico op afwijkingen te geven dan een gelijkmatige regeling.
Maar mijn kennis van electronica is veel te gering om daar iets over te kunnen zeggen.

Volgens mij zijn we het grotendeels wel eens de exacte extra features kunnen door ieder toegevoegd of weggelaten worden, het discussie punt blijft dus hoe kun je eenvoudig en toch veilig de laadstroom van de alternator begrenzen.
Zeilprutser schreef :
3Noreen en Seafthinge hebben hun bedenkingen.
37South en It Paradyske zien het probleem niet.

De opmerkingen van It ParadyskeMijn broer gaf een tijd geleden een soortgelijke tip dacht ik, hij zij neem een echte alternator regulator chip die reageren veel sneller en dat is wel wenselijk (of iets in die trend)
Ik zal eens kijken of ik hem er bij kan betrekken.

@kees39:
Die WS500 lijkt me een prima ding, goed doordacht en niks mis mee lijkt me.
Prijs is voor wat hij allemaal kan ook niet gek, en is nu degelijk ingebouwd .

Voor een gemiddeld jachtje rond de 30 voet met 1 of 2 100ah LifePo4 accu's vindt ik het echter te duur.
En naar mijn mening hoeft hij dan ook niet zo uitgebreid te zijn.

Zeilprutser schreef :
Laten we een inschatting maken hoeveel de stroom toeneemt t.o.v. een laadspanningsstijging. Dat is voor een 4 cel LiFePo4 accu ± 0,2C per 0,1V spanningsstijging.

Voor een 100Ah accu zou de laadstroom stijgen met 20A als de spanning met 0,1 volt stijgt. Stel dat je een 60A alternator gebruikt dan kun je met 0,3 volt bijstellen de stroom van 0% belasting naar 100% brengen. Je moet dus regelen met een nauwkeurigheid van minder dan 0,3 volt
Met een 300Ah accu heb je nog maar 0,1 volt over waarbinnen je van 0 naar 100% gaat. Je hebt dan een nauwkeurigheid van minder dan 0,1 volt nodig.

Als ik begrijp wat je bedoelt zou ik deze 0.1V eis liever “stabiliteit” noemen. De stroomregeling hoeft niet zozeer “snel” te zijn, maar wel precies, dus met weinig rimpel op de spanning.Vergelijk het met het regelen van een kleine waterflow met een zeer grote klep: dit geeft ook een hoge gevoeligheid.

Maar die 0.1 V is volgens mij geen onhaalbare eis...

3Noreen schreef :

Stop met het denken in spanningsregeling, als je de stroom wilt regelen.
Om de stroom te regelen, meet je de stroom en regelt op basis daarvan de veldstroom.

It Paradyske schreef :
Dat lijkt me een geweldige aanpak. Zoveel beter dan met DC-DC koppeling de laadstroom beperken. Met als overal pluspunt dat je het maximale uit de alternator haalt. Helaas is het mij zelf nooit gelukt. Ik behelp me nu met een standaard DC-DC oplossing uit de winkel. In een uurtje in mijn bootje geflanst. Daarna slecht periodiek geconstateerd dat het spul het nog steeds deed. Maar natuurlijk resultaten uit het verleden.... Straks kan het net zo snel weer huilie huilie zijn.