Onderwerp: Overstap naar LiFePO4

De plannen beginnen nu meer concreet te worden nu mijn loodzuur accus langzamerhand een voor een de geest geven.
Ik hoop volgende maand de eerste cellen te laten komen uit het verre oosten.
4 stuks 3,2V 75Ah
ben ook bezig met een bak waar alle cellen een plek kunnen vinden, hierin twee vakken.
12V: 12x 55cm en biedt ruimte voor 12 cellen (225Ah)
24V: 40x 110cm, hierin passen 80 cellen (750 Ah)

Verder benodigd 2x BMS, ik denk aan 123BMS Smart
Een BCU unit voor beide accupakketten.

Opladen van de accus kan via zon, wind, walstroom en generator.
De BCU moet het laadproces regelen en actuele toestand weergeven op een scherm.
Ik wil deze opbouwen rond een arduino en een Nextion display van 5 inch.
De display hoop ik woensdag te ontvangen zodat die alvast geprogrameerd kan worden, deze staat met een seriële kabel in verbinding met de controller en kan op enige afstand gemonteerd worden, ik denk aan een RS485 verbinding met voeding 7,2V maar kan ook nog CANbus worden.

Met de Nextion editor ben ik al begonnen met programmeren van de user interface.



Met settings kan ik de in en uitschakel momenten bepalen van de laders welke ook handmatig in en uitgeschakeld kunnen worden. Principe is dat de laders via Zon en wind voorrang krijgen en dat walstroom laden alleen plaats vindt als de accus bijna leeg zijn, walstroom laden kun je dan ook weer uitschakelen als de accus half vol zijn zodat de zen en windenergie verder kunnen laden.
De gedachte hierachter is ook dat Lithium accus niet helemaal vol hoeven te zijn.

Balanceren zou ik het liefst af en toe handmatig willen doen, daarvoor moeten de accus toch even helemaal volgeladen worden tot 100% anders werkt het balanceren niet.

Ik ben nog op zoek naar andere suggesties voor de BMS, zou deze het liefst zelf bouwen.

Het moet goed mogelijk zijn om zelf op basis van een arduino achtige processor een BMS te maken. Wel denk ik even nagaan hoe goed je met zo'n ding spanning kunt meten.
Een interessant project. Leuk als je ons op de hoogte wilt houden van de vorderingen.
Er zijn twee punten waarop je een LiFePo4 pack kunt balanceren. Dat is naast vol ook leeg. Het laatste schijnt iets minder schadelijk voor de levensduur van de cellen te zijn. Zeker als je van plan bent handmatig te balanceren het overwegen waard. Als bijkomend voordeel dat je dan ook een indruk van de capaciteit krijgt.

Op de Tapas heb ik een draadloos systeem, draait nu een jaar.
Iedere cel, (of parallelle bank) heeft een printje met daarop een plus en min draad en een temperatuursensor.
Printje meet en balanceert eventueel en stuurt de data naar een ontvanger die het omzet naar nmea.
Ik heb 55 volt, dus 14 van die printjes.
Het voordeel is geen bedrading en geen aardlussen.
Verbruik is enkele microampéres.

Wat houden jullie eigenlijk aan voor het initieel laden van de cellen? GWL adviseerde aanvankelijk 4.2 volt en stelde dat later bij naar 3.8 tot 4 volt. Wat ik ook nog heel veel vind. En moet je cellen van fabrikant A anders behandelen dan van fabrikant B? De chemie is per slot van rekening hetzelfde...

Eclips schreef :
De chemie van de bekend gele cellen verschilt iets van de meeste anderen. Wat dat uitmaakt is het geheim van de smid. Kortom dat weten wij, consumenten niet.

3Noreen schreef :
Nou, geheim... Winston cellen zijn LiYFePO4. De claim is dat Ytrium de cellen minder gevoelig maakt voor laden onder nul graden Celsius. Hoewel die claim ook weer betwist wordt. Ik heb nog nooit ergens gelezen dat het iets deed voor het veilige voltage van de cellen.

Eclips schreef :
Ook dat wordt niet bevestigd, maar het is wel zo dat alle LFP (zonder Yttrium) cellen meestal 3,65V als maximale laadspanning opgeven terwijl Winston voor hun LYFP cellen 3,8V (vroeger zelfs 4V) opgeeft. Dit wijst erop dat de toevoeging van Yttrium een hogere laadspanning toelaat.

Initieel laden is ook iet waarover verschillend wordt gedacht. Initieel laden werd gedaan met 4V (vroeger 4,2V) om een 'hobbel' in de laadspanningscurve te slechten. Je hebt kennelijk bij een klemspanning van 1V en lager een piek van 4V nodig om door een bepaald punt te komen om stroom in de cel te krijgen. Het mechanisme erachter is mij onbekend. Verder hoef je niet initieel te laden als de spanning van een cel niet onder de 2,5V komt bij een diep ontlading.
Overigens is bij een stel geheel ontladen LCM cellen een zelfde fenomeen op te merken. Met een laadspanning van 4.2V krijg je de cellen niet geladen, maar als je er kortdurend 5V op zet, gaat er weer laadstroom lopen en worden de LCM cellen warmer! Dat kun je beter niet doen omdat de cellen bekend staan om een mogelijke 'thermal runaway'.
Groeten, Peper.

3Noreen schreef :
Ik heb voor het meten van de spanning een aparte AD converter besteld (ADS1115), deze is 16 bits en heeft twee kanalen. Voor de stroommetingen vind ik de 10bits DA intern wel genoeg.
Dit is dan voor de BCU (battery control unit)
Voor de BMS denk aan een ATtiny24A en zoals Roozeboos voorstelt allemaal op aparte printjes op elke cel. Deze processor heeft een laag stroomverbruik en kan op 1.8V werken.
Moet nog een voedingsschakeling zien te vinden met een ingangsbereik van 2,5 tot 5V
Draadloos de info naar buiten is niet direct mijn doel, ik dacht meer aan een soort ringleiding tussen de printen waarbij de laatste het signaal van alle cellen doorgeeft.
Daarnaast ook in dit stadium hard de verbruikers uitschakelen bij celspanning onder de 2.5V en de laders als de laadspanning te hoog dreigt te worden.

roozeboos schreef :
Dat vind ik heel interessant.

Ik heb sinds een week ook de gele cellen in huis. Ben benieuw hoe jouw BMS eruit gaat zien.

Mijn BMS:
Ik heb gekozen voor de 123 Smart BMS. Van de ene kant voelde het als overkill, van de andere kant heb ik geen gedoe met eigen knutsels wat ik snap het allemaal wel, maar dat wil niet zeggen dat ik zelf in staat ben een betrouwbare oplossing te bouwen.

Enige nadeel vind ik de open opbouw. Ik lees en zie wel meer de losse printjes op de accu's. Toch voel ik meer voor een wat meer (spat)water dichte oplossing. Ook corrosie houdt me bezig. Ik ben dus voornemens om de 123 Smart BMS niet op de cellen te schroeven maar er een huisje voor te bouwen en met kabels naar de cellen te gaan. Ook de cellen wil ik een waterbestendiger huis geven en niet zo maar open ergens neerzetten.

Balanceren:
Sta nu op het punt om te balanceren en dus de keus Top Balance of Bottom Balance. GWL is wat tegenstrijdig hier en daar. Geven in enkele verschillende vlogs en blogs verschillende waarden voor de Top Balancing die ze voorstellen. Eerst inderdaad 4v en toen 3.8v. In de laatste video zelf 3.65v als ik het goed gezien heb.

Daarnaast zijn er meerdere die zweren bij Bottom Balancing. Ik zelf neig naar Top Balancing. De reden is dat ook ik ze uiteindelijk vanuit meerdere bronnen wil voeden. Deze bronnen (wind en zon) laden altijd en daarmee ga ik ervan uit dat ze meer in de "top" zitten dan in de bodem. dus daar wil ik ze gelijk hebben. Nu is de Top voor mij niet echt de Top. Ik ga niet verder dan 3.5v (14v totaal) in het laden straks. De verschillende laad en ontlaad grafieken laten wat mij betreft zien dat er niet veel bruikbare energie boven deze waarden. Een andere reden voor mij is een soort safety. Ondanks de BMS die zou moeten ingrijpen wil ik voorkomen dat die ene slechte cel in geval van bottom balancing toch doorschiet aan de bovenkant. Ik denk vanuit veiligheid dat ik veel liever heb dat de slechte cel door Top Balancing uitschiet aan de onderkant. Daarmee maakt ik volgens mij minder kapot en loop ik volgens mij minder risico op ongewenste warmteontwikkeling.

Uiteraard ben ik ook wel benieuwd naar de verschillende standpunten voor de (initiële) balanceer methode.

een leuk stukje leesvoer.

succes

Mark

Ik heb op mijn sinopoly cellen het oude type bms van 123 zitten. Niet het smart bms dus. Ik overweeg zelf sterk om over te stappen naar REC bms, mede door actief balanceren (top én Bottom) en communicatie met victron apparatuur. Bovendien zitten er geen kwetsbare printjes direct op de cellen. Mijn cellen zijn al wat ouden en in een vorig leven flink mishandeld. Er zit dus wat verschil in interne weerstand van n daardoor moet ik regelmatiger balanceren. Capaciteit is overigens voor de mishandeling die ze meegemaakt hebben nog best aardig. +-170Ah/cell.
Onthoud dat lfp al bij 3.41vpc 100%SOC bereikt als de lader lang genoeg aangesloten blijft. Als je een zonnepaneel of windgenerator laat floaten boven de 13,6V ben je dus je accu's aan het verslijten. Ik heb nog steeds geen goede automatische manier gevonden om te voorkomen dat mijn zonnepanelen als ik niet aan boord ben de accu overladen. Absorptie spanning heb ik op 13,8V staan en dan floaten op 13,2V om het laden te stoppen. Dat gaat prima, totdat het nacht is geweest en de laadcyclus weer opnieuw begint. Is overigens een victron MPPT

Daarom kies ik voor een aparte unit, de BCU!
Die moet bij de bereikte lading de Laders uitzetten, en ook weer aanzetten.
Als die MPPT regelaars goed zijn ingesteld dan gaat het natuurlijk ook wel goed, die heb ik zelf trouwens ook. Verder heb ik als walstroomlader de Victron Skylla 24/80, die kun je gewoon met een vaste uitgang spanning laten werken en via een relais in en uitschakelen.

Even op de site van REC gekeken en dat ziet er goed uit, zag ook dat de eenvoudige versie iets goedkoper is dan 123BMS en het kan meer. Die ga ik zeker in de gaten houden!
goeie tip.

Vanavond nog gewerkt aan een ontwerp om stroom te meten via shunts in de plusleiding, zeg maar een stroomspiegel waarmee de meetspanning wordt opgebouwd op ground nivo. Printontwerp is ook bijna klaar, deze kan precies op de zijkant van de shunt worden geschroefd en dan gaan er twee dunnendraadjes naar de hoofdprocessor.

Heb zelf een systeempje gebouwd voor 16 Winston-cellen:
Een ATTiny85, die temperatuur en spanning monitort, net als de 123, alles in serie.
Serieel protocol er tussen (NMEA-achtig) maar dan met Manchester-encoding, omdat ik op de attiny geen extern kristal heb aangesloten.

Waarom zo'n serieschakeling? Wel, vanwege plaatsgebrek om de cellen centraal op een plek neer te zetten, komen de cellen dus de hele boot door, twee onder de keuken, vier onder de banken, etc...
Dan wil je geen centrale BMS waar een hoop draden naar toe gaan.
De cel-monitors hebben ook nog een kleine balansmogelijkheid, om de cellen net even af te toppen.

Of een LFP cell bij een bepaald voltage vol is is afhankelijk van de stroom.

Zeilprutser schreef : Met meerdere stroombronnen neig ik dan naar Pepers houding dat je een floatspanning zou kunnen aanhouden van 3,4V dan kom je op 13,6V in totaal.

op de 123 BMS zitten ook temp sensors als ik me niet vergis. Die functie vervalt natuurlijk als je de printjes tezaam in een kastje zet.
Ben het met je eens: ik vind die printjes op de accu's ook maar niks.

markjoostveen schreef :
Ik meen dat hier de concensus was dat bij nieuwe cellen uit Praag initieel laden cq balanceren niet nodig zou zijn. Al mijn 8 cellen staan bij aflevering op 3,28V. Beter ga ik dat zelf vast niet voor elkaar krijgen.

Airgead schreef :
De 123 printjes kunnen ook balanceren. Daar worden ze warm van. Dat werkt nogal verstorend als je te temperatuur van de cellen ook op dat printje wilt meten.

Daarom heb ik de sensor aan een 10 cm kabeltje, die je bij een pool kan zetten.
Overigen zit de print in een kleine behuizing.
Plus draad en min draad erbij, en klaar.

Noballast schreef :
Dat zegt toch niet zoveel? GWL levert de cellen op een SoC van ongeveer 30%. Maar hoe gedragen die cellen zich als je gaat (ont)laden? Balancing doe je m.i. op de grenswaarde van de cellen. Ik ga zelf top-balancing doen, want ik verwacht dat mijn LFP accu eerder te vol dan te leeg zal zijn.

Ja zo doe ik het aan boord.
De acculader zet ik handmatig aan, en dan hou ik de spanngingen in de gaten.
En stop wanneer ze vol genoeg zijn. Helemaal aftoppen heeft niet zoveel zin.
Mocht er toch cellen te hoog zijn dan haalt balancing de spanning omlaag.

Sneller zou zijn dan de motor gewoon te laten draaien in de box. Gaat t veel sneller

Noballast schreef :
Dat is zeker niet het geval. GWL predict Top Balancing in één slag naar 3.65v (als ik het me goed herinner)

Zij noemen het initial charing maar als je kijkt wat ze in die video doen dan is het Top Balancing.



Ik ga van het weekend beginnen. Als het is gelukt wil ik je best helpen. Moeilijk is het niet. Ik ga een labvoeding gebruiken.

Mark

3Noreen schreef :
Toch beweren ze inderdaad op de site dat ze cel temperatuur meten. Ik duik er eens in.

Mark

Ik heb daar ook een lab voeding voor gekocht, maar uit dit forum begrepen dat het helemaal niet nodig is. In de "werksituatie" laden tot max. 3,5V en that's it.