Onderwerp: mijn overstap naar LFP

REDEN VOOR VERVANGING VAN DE SERVICE ACCU
Lood accu's verslijten door sulfateren en door normaal gebruik. De huidige accu is nog niet versleten, maar in mijn situatie wil ik een langere autonomie-tijd.
Mijn zeilgebied is voornamelijk het IJsselmeer en Noordzee waarbij ik soms in Trintelhaven (zonder walstroom) overnacht. Ook willen we meer gaan ankeren en meerdaagse oversteken naar Noorwegen of andere verdere bestemming. Andere mogelijkheden tot overnachting (met walstroom) zijn ook mogelijk.
De eisen die ik daarbij aan de elektrische energieopslag stel zijn niet hoog en nog steeds goed bij te houden door de 230Ah loodaccu aan boord. Vanuit mijn thuishaven afvarend heb ik daaraan voldoende voor een zomernacht buiten de walstroom. Ik vaar van april tot januari en dan gaat de boot in wintermode. Voor april mei, oktober, november en december heb ik een dieselkachel met ventilator aan boord en die zorgt ervoor dat de autonomie (zonder walstroom of 'stroomdraaien') niet boven de 36 uur uitkomt. Daarmee kan ik goed leven. Ik wil de energie voornamelijk uit de walstroom betrekken en niet via 'stroom draaien'. Zonnepanelen en windmolens vind ik niet mooi op een boot en die wil ik liever niet gebruiken.


BOEGSCHROEF ACCU
De boegschroefmotor heeft een eigen LFP accu en eigen lader. Dit is een individuele cellader van 4 Mornsun 30W DC/DC converters met een overspanningbeveiliging op 3,4V. De 4 converter lader wordt aan de walstroom gevoed door een Switching Mode Power Supply voor LED's met een uitgangspanning van 12V. De accu wordt gevormd door 4 180Ah LFP cellen. Op de boegschroef accu zijn de niet essentiële gebruikers geschakeld.




De boegschroefaccu wordt ook gebruikt voor de koelkast en de dekwaspomp. Zou de accu leeg raken, dan kunnen de dekwaspomp, de koelkast en de boegschroef niet meer worden gebruikt tot deze weer geladen is. De koelkast heeft een mogelijkheid om op de service accu verder te werken en moet dan handmatig op de service accu worden overgeschakeld.





De accumonitor met coulombcounter wordt aangestuurd via een meetshunt en alarmeert voor onderspanning van de boegschroefaccu. Deze installatie staat inmiddels al een seizoen zonder problemen aan boord.




De boegschroef accu heeft lange gebruiksintervallen en kan geladen worden uit een klein zonnepaneel. Ik vind zonnepanelen op m'n boot niet mooi en zal niet daarvoor kiezen. Met een LED voeding kan de accu door de walstroom geladen worden en op de lader aangesloten blijven. Verder bestaat de mogelijkheid de accu via de dynamo te laden. Bij een langdurige motorvaart bij windstil weer kan de boegschroefaccu geheel worden geladen. Strikt noodzakelijk is dit niet, de boegschroef en de dekwaspomp zijn geen essentiële apparaten en de accu kan er goed tegen om ongeladen te blijven wachten tot de mogelijkheid van een walstroom aansluiting.

SERVICE ACCU
Ik wil een stuurautomaat installeren zodat ik 'zonder handen' kan varen. De stuurautomaat zal de energie betrekken van de service accu. De huidige service accu wordt daarvoor wat 'krap' en een grotere capaciteit is gewenst. Ik heb daarvoor 4 LFP cellen met een capaciteit van 400Ah aangeschaft. Hiervan is niet alleen de capaciteit groter dan de huidige loodaccu, de bruikbare capaciteit is eveneens hoger en ik verwacht dat ik zo een autonomie van tenminste 48 uur zal hebben, ook bij het gebruik van de kachel.
De nieuwe accu is groter dan de 300Ah loodaccu en past daardoor niet meer op de plaats van de service accu. De nieuwe accu komt in een bakskist waar ooit de startaccu zat en de startaccu verhuist naar de ruimte waar nu de service accu zit. Hierdoor wordt het stroomcircuit voor de startaccu met startmotor wat langer en dit wordt gecompenseerd door kabels met een grotere doorsnede te gebruiken.
Aanvankelijk was ik van plan de cellen met strips in serie te zetten, maar door de afstand tussen de polen met de strips heel strak te bepalen, is er geen ruimte voor de cellen of strips om uit te zetten of te krimpen zonder ongewenste krachten op de polen te zetten. Ook bij zeegang zullen er krachten op de cellen komen te staan en er zal een minimale beweging zijn die aan de celpolen duwt of trekt. Door de diagonale verbinding van de cellen in serie worden kleine bewegingen op gevangen in de kabels en worden er geen krachten op de celpolen uitgeoefend tot het moment dat de cellen uit de twee spanbanden los komen. De cellen mogen nu ook iets 'verend' ten opzichte van elkaar in de 'accubak' staan, eventuele beweging ten opzichte van elkaar resulteert niet in 'trekken aan de polen' van de cellen. Om die flexibiliteit mogelijk te maken worden tussen de cellen siliconen 'bakmatten' van de Action geplaatst. Dit geeft een beetje bewegingsruimte van de cel binnen het accupakket en de cel kan zelfs iets uitzetten en dit wordt dan opgevangen in de siliconen bakmat. Siliconen rubber is elektrisch isolerend en beter warmte geleidend dan welke andere kunststof. De temperatuur van de cellen wordt 'aan elkaar doorgegeven' en het hele pakket zal zo een meer gelijkmatige temperatuur aannemen. De siliconenrubber matten zijn stroef en houden de cellen goed op hun plaats bij zeegang.





In de bakskist, waar de startaccu stond, zijn de contactdozen voor de aansluiting van de walstroom aangebracht.
Er wordt een extra (in de kajuit geschakelde) wandcontactdoos aangebracht om de LED voeding op aan te sluiten. De LED voeding kan dan bij vorst (als de boot op de kant staat) worden uitgeschakeld zodat de cellen niet worden geladen bij een lage temperatuur. De LED voeding bovenop de converterkast kan dan met een kort snoer direct worden aangesloten.
Voor de service accu wordt gebruik gemaakt van 4 Murata DC/DC converters met een uitgangspanning van 3,4V (via een instelweerstand opgeregeld van 3,3V nominaal naar 3,4V) bij een maximum laadstroom van 15A. Hierdoor ontstaat een CV lader met een laadstroombegrenzing op 15A en een eindlaadspanning van 3,4V. De converters hebben een thermische begrenzer en schakelen bij 70^oC af. De converters zijn op een aluminium koelblok geplaatst wat via een venster in de ABS montage kast kan worden bereikt. De kast is met kit op het koelblok gelijmd en zo waterdicht afgesloten. De cellen worden met 2,5mm² doorsnede aan de lader verbonden. Er worden zwevende zekeringen geplaatst dicht bij de aansluitingen op de cellen om 'mishaps' tegen te gaan (er kan iemand sluiting maken in de kast en dan geven de 400Ah cellen een voldoend hoge kortsluitstroom om een 50mm² kabel in de brand te zetten). Met 20A zekeringen wordt de 15A laadstroom niet beperkt, maar een kortsluit stroom van af de cellen wordt wel tegen gegaan.
De LED voeding geeft zijn stabiele uitgangsspanning af aan de 4 ingangen van de converters. Door de lage en strak gedefinieerde laadspanning kunnen de cellen 24/7 aan het lichtnet worden geladen en werkt de lader ook als een lichtnetvoeding voor de installatie. De aansluiting van een koelkast op de accu wordt gedurende de afwezigheid van mensen aan boord voor wat betreft de stroomopname door de lader automatisch gecompenseerd, zolang deze op de walstroom is aangesloten.
Voor accumonitoring gebruik ik hier ook een meetshunt + coulombcounter met onderspanning alarm.

Mooi project! Hoeveel dagen verwacht je autonoom te zijn met de 400ah Lfp-bank motorend en ankerend?

Aanvankelijk was ik van plan de cellen met strips in serie te zetten, maar door de afstand tussen de polen met de strips heel strak te bepalen, is er geen ruimte voor de cellen of strips om uit te zetten of te krimpen zonder ongewenste krachten op de polen te zetten. Ook bij zeegang zullen er krachten op de cellen komen te staan en er zal een minimale beweging zijn die aan de celpolen duwt of trekt. Door de diagonale verbinding van de cellen in serie worden kleine bewegingen op gevangen in de kabels en worden er geen krachten op de celpolen uitgeoefend tot het moment dat de cellen uit de twee spanbanden los komen.

een andere oplossing zou kunnen zijn om 'compressie platen' te gebruiken ?
HDPE / ALU oid aan de korte kanten en de HDPE / ALU oid platen onderling met draadeind verbinden

dit heeft een aantal voordelen

-: je maakt 1 geheel van de cellen set dus minder(geen) kans op krachten op de cel/akku polen
-: je geeft de cellen minder (geen) kans om op te zwellen

mooi project verder

Welke Murata Dc-Dc converters heb je gebruikt?

4x 400 ah lfp cellen, heb wel een paar centen gekost of niet?

Sprokkie schreef :
Heee! Dat zijn wel héél bekende cellen! Die hebben al een leven achter zich. Dat was al zo toen ik ze nog bezat. Dat die ene opgebolde nog leeft!

Ik weet niet waar je op doelt Boarderbas, maar deze cellen doen het perfect.
Uit de blauwe cellen bank haal ik 180Ah de Victron accu monitor.

Hi Sprokkie,

Een ambitieus en mooi project.

Ik heb wel een vraag: Waarschijnlijk is t weer "the elephant in the room" vraag:

Wat kost al dit fraais nou?

Joop66 schreef :
duizenden euros volgens mij

Even een korte check bij ALie. Cellen rond de 300EU per stuk. 4 nodig. Wellicht kun je gebruikt kopen ofwel 100/200Ah cellen schakelen?? Het lijkt mij behoorlijk duidelijk dat de "sweet spot" op dit moment bij de 280Ah cellen ligt. Je kunt voor een fractie van de prijs van één 400Ah cel twee 280Ah cellen kopen. Dan wist ik het wel.

Sailingcamelot schreef :
400 ah x 4 x 1200 euro per stuk, ook in China

Ik heb de cellen op Taobao.com gekocht, reken daar vervoer, inklaren en btw bij.
De inkoop actie van 85 euro voor 280Ah cellen is zeker een hele goed optie. Die was er nog niet toen ik aan dit project begon, het is ook een deel project geworden eerst de boegschroef later de huishoudaccu.
Alles bij elkaar dus met kabels diy busbars converters voedingen enzo loopt het wel snel op qua prijs
Maar 4 dagen autonomie is me dat wel waard

Sprokkie schreef :
maar wat heb je betaald dan?

Mart schreef :
In de winter 4 dagen, in de zomer zal het meer zijn.
Mochten we er om een of andere reden toch niet genoeg aan hebben zou ik aan stroom besparing moeten denken of toch een zonnepaneel of windmolen.
In de winter heb ik denk ik niet zoveel aan een zonnepaneel

Ber schreef :
shop.gwl.eu/Winston-40Ah-200Ah...YPO4-3-2V-400Ah.html

Ber schreef :
maar heb je betaald dan?[/quote]

Ik heb nog net geen goede relatie met China dat ze dingen gratis afleveren hier

zo rond de 1euro per ah per cel.

Sprokkie schreef :
Ik heb nog net geen goede relatie met China dat ze dingen gratis afleveren hier

zo rond de 1euro per ah per cel.[/quote]

komen we met extra materialen transport enz, kort aan de 3000 euro

Ber schreef :
komen we met extra materialen transport enz, kort aan de 3000 euro[/quote]

@Ber; Bijzondere manier van rekenen heb je. @SProkkie, dank voor je antwoord.

Ber schreef :
komen we met extra materialen transport enz, kort aan de 3000 euro[/quote]

Prijzen ? Ik weet alleen wat ik betaald heb
16x 280Ah cel - 1330 euro incl transport / btw etc
Rec abms - 300 euro
Zooi blauwe dozen incl 2x 12/3000/120-50 multiplus , 2x mppt , smart shunt , cerbo + display , batt protect , li-charge , lynx busbars etc - 4800 euro
Klein spul (flex bus bar koper , krimp kous , zekeringen etc) 100 euro

Dus eigenlijk een complete 1000Ah / 12v installatie incl inverters/laders/bus bars/monitoring bla bla om de hele boot van 5kW 230 & 12v te voorzien rond de 6500 euro

En dit is een vrij grote installatie, dus voor een minder grote installatie betaal je dus (veel) minder

On-topic: @SProkkie, laat je je koelkast min of meer permanent aanstaan?? Op dat moment ben je wel afhankelijk van de walstroom.
Ik denk dat je met de netto capaciteit van 400Ah op 12V LFP icm zonnepanelen de 4 dagen autonomie prima kunt halen.
Waarom kies je voor individueel laden van de cellen??
Wat verwacht je van SOC op 3,4V?? Hoeveel capaciteit denk je netto te kunne gebruiken?

Groet,

SJoerd

Sailingcamelot schreef :
Koelkast staat alleen aan als we aan boord zijn, het is een asu met koude accu, verbruikt niet zo heel veel en staat op de boegschroefaccu, mocht die bank een keer erg leeg raken dan kan ik handmatig de koelkast nog op de huishoudbank zetten.
De cellen worden ook bijgeladen door de dynamo, dus als de motor draait komen er elektronen in de cellen. de individuele lader begrenst da max stroom naar 15A voor de huishoud en 10A voor de boegschroef accu, dus max 25A hoeft de dynamo maar te leveren. zal ook niet meer worden.
25A heeft een forumlid eens berekend aan de hand van thermodynamische berekeningen zeg maar de warmte afgifte naar de machine kamer, en het effect van warmte op de levensduur van de dynamo.

Ik verwacht 80% van de capaciteit effectief te kunnen gebruiken.

Gekozen voor individuele laders omdat die meteen het bms zijn. Iedere cel wordt dus onafhankelijk geladen tot 3,4V, alle cellen zijn dus meteen weer gebalanceerd na een laad cyclus.
De cellen worden niet tot 100% soc geladen om de levensduur te verlengen.
De laadstroom wordt beperkt door de individuele laders. zie ook www.solacity.com/how-to-keep-l...ion-batteries-happy/
Je kan het advies lezen bij de sum up aan de onderkant van de pagina.
En het is natuurlijk super simpel 4 converters op een koelblok, draadjes naar de cellen, fire en forget oplossing zeg maar.
De boegschroef rukt 350A uit de boegschroefcellen (staat wel gaaf op de accumonitor) Dat gaat vlekkeloos, geen BMS wat aan stroom begrenzing doet, alleen een anl zekering als maximale stroom begrenzing

Maar goed dit is hoe ik het heb gedaan, er zijn meerdere manieren om het laden, balanceren etc op te lossen, Kies de oplossing waar jij het beste bij voelt, voor de een is dat een uitgebreid bms met tal van instelling mogelijkheden voor een ander een zelfbouw project waar je alle cellen individueel bewaakt.
Ik vond mijn oplossing voor mij de beste oplossing

Dank!! ik ga op zoek naar je laadoplossing. Ik begrijp nu dat je deze ook via de Dynamo gebruikt. Interessant!