Onderwerp: LFP accu parallel aan loodzuur kan dat?

Dank Peper voor dit heldere schema. Is het zo dat de twee diodes achter de dynamo hetzelfde zijn als een scheidingsrelais?

En wat zou een praktische oplossing zijn voor de andere twee diodes?

Ben ook zeer geïnteresseerd in het antwoord op de vraag van Jeroenb61.

@holtere:
De uitgangsspanning van zonnepanelen wordt meestal weergegeven in het mpp ofwel het punt waarbij de instraling van de zon de hoogste spanning en de hoogste stroomsterkte oplevert. Dit is meestal bij ca 17V en dan 5,6A voor een 100Wp paneel. Meet je de open klemspanning van een dergelijk paneel dan kom je op 22V (meestal, ligt aan het paneel).
Laat je die spanning van 17V zonder enige regeling 'los' op de LFP accu, dan is 17V veel hoger dan 13,6V en ga je de accu overladen en kapot maken.
12V Loodaccu's hebben een laadspanning van 13,8V maar kunnen er beter tegen als ze worden overladen en men noemt dit overladen 'Floating' omdat de regelaar dan een lagere stroom toestaat zodat je de accu niet na een dagje zon op de panelen 'droog kookt'.
In mijn schema worden de accu's geladen door de dynamo waarbij de dynamoregelaar het BMS voor de loodaccu is. Niet een hele subtiele regelaar, maar een loodaccu kan daar goed tegen.
De LFP accu heeft een veel striktere regelaar nodig en een weerstand tussen de accu's is onvoldoende subtiel voor een dergelijke regeling. Dus moet elke accu een eigen regelaar of BMS hebben. De accu's mogen niet aan elkaar gekoppeld worden want dan krijgen ze dezelfde laadspanning 'voor de kiezen', daar kunnen ze niet tegen.
Het ontladen van de accu's gaat via een keercel of 'ideale diode'. Hierdoor kan de ontlaadstroom niet naar de 'andere accu lopen'. Hiermee is de oplaadstroom van de accu's gescheiden en de ontlaadstroom gescheiden. De accu die de hoogste spanning heeft zal de meeste stroom leveren aan de belasting. Daalt de spanning van een accu door ontlading dan neemt de andere accu 'het over'.

@Jeroenb61:
Dat kan:
Overladen is moordend voor een LFP accu. Dit vraagt een spanning van meer dan 13,6V voor een LFP accu van 4 cellen.
Ontladen en ongeladen laten zal een loodaccu sulfateren en dit zorgt voor een afname van de capaciteit van de accu.
Loodaccu's slijten het minst van geladen zijn tot 100%SOC. 11.8V lijkt de optimale spanning te zijn voor een LFP accu van 4 cellen. Dit betekent dat een loodaccu zich goed volt bij 13,8V en een LFP accu zich goed voelt bij 11,8V. Bij een 'knalharde parallel schakeling' sulfateert de loodaccu bij de optimale spanning van de LFP accu of wordt de LFP accu overladen bij de optimale spanning voor een loodaccu. Je haalt jezelf nogal wat op de nek door deze accu's parallel te willen schakelen, het kan wel, maar er zijn voorwaarden waaraan je moet gaan voldoen om de accu's lang mee te laten gaan. Aan de steiger kun je nog wel een accu wisselen, maar op weg naar de Falkland's wordt dat iets moeilijker.

Groeten, Peper.

Tom-Orion schreef :
Dat kan maar dat weet ik niet precies. Relais hebben een mechanische component die kan verslijten. Diodes hebben dat niet en kunnen daarom niet verslijten. Ze kunnen wel kapot! Vaak zijn ze dan gewoon mishandeld.

Je kunt diode-scheiders en mosfet-scheiders kopen en ik heb een voorkeur boven de elektronische scheiders boven de relais scheiders. Diode- en mosfet-bruggen worden geleverd met 3 uitgangen (voor de startaccu en 2 uitgangen voor een service accu en bijvoorbeeld een boegschroefaccu). Het voordeel is dat je ze niet kunt vergeten, het schakelen gaat automatisch.
Voor de diodes van de accu's gebruik ik 50A 'ideale diodes' van Alie. Die zijn er in 50A en in 100A. De spanningsval bij de 50A uitvoeringen is rond de 20mV bij 50A (voor de goede).
Chinezen leveren alles wat je ze vraagt... je moet de vraag wel goed stellen!

Groeten Peper.

Ik bedoelde ook eigenlijk een diode brug (gebruikte het verkeerde begrip).

Heb je een linkje of afbeelding voor de Alie diodes? Ik heb nl geen idee hoe die dingen er uit zien.

@ Peper,
Toch lees ik overal dat 3,5 volt per cel voor LFP geen probleem mag zijn. Wel voor langdurige opslag, maar tijdens gebruik zou dat geen probleem mogen zijn.
Ook de ontlaad profielen die ik vind zijn rond de 3,5 volt per cell.
Wordt soms wel gesproken over het niet verder ontladen dan 3 volt, dat is dus minimaal 12 volt voor de accu.
Dit klopt niet met de cijfers die jij geeft.
Ik twijfel niet aan je kennis, maar vind geen verificatie van jouw cijfers.

Jeroen,
Ik heb CALB cellen met de volgende specs:
Min 2,5 V per cel (10 volt per 4) Grens voor verdere ontlading
nominaal voltage 3,2 V per cel (12,8 V per 4)
Max 3,6V per cel (14,4V per 4) Max bij opladen

Storage voor langere tijd bij 50 - 70 % SOC

Weet natuurlijk niet of hetzelfde voor jou cellen geld maar LFP is LFP zou ik denken.

@Jeroenb61:
Je gaat ook geen enkele verificatie van mijn cijfers vinden (of je moet flink gaan studeren in het draadje over de 'alles etende lader'). Mijn cijfers komen uit eigen onderzoek waarbij ik doel op een zo lang mogelijke levensduur van de LFP cellen en daarvoor het gebruik van de maximale capaciteit opoffer. Je mag het best omkeren en zeggen 'ik wil zoveel mogelijk van de capaciteit gebruiken en daarvoor offer ik levensduur op'. Dat bepaal jij, niet ik!

@Tom-orion:
Link ideale diode:
nl.aliexpress.com/item/1005002...02_,searchweb201603_
If=50A

Link ideale diode:
nl.aliexpress.com/item/3304334...02_,searchweb201603_
If=100A

Zoekwoord: ideale diode
Groeten, Peper

Tom-Orion schreef : Deze cijfers liggen dus niet erg ver van een lood accu af

Bedankt Peper,
Jou oplossing lijkt me in elk geval de veilige weg.

Ik ga eens even een paar diodes bestellen bij ome Alie denk ik.

Voordeel van je schema is tevens dat je dynamo beschermd is tegen afschakelen van je LFP omdat de lood accu's er ook bij staan.

Jeroenb61 schreef :

Jeroenb61 schreef :
Wat je nog in de spec's mist is de temperatuur van de cel. De temperatuur is van grote invloed op de spanning van de cel. Zo mag je de LFP cellen niet onder de 0^oC opladen. Om de omstandigheden voor het laden gunstig te houden, ga ik niet verder dan 3,3V per cel.
De cijfers komen hoe langer hoe dichter bij die van een loodaccu te liggen... Het is een kwestie van de juiste temperatuur bij de spec's toe te voegen... en dan is alles mogelijk, zelfs laden met een lader voor loodaccu's.
Groeten Peper.

@peper

Deze week komen mijn cellen binnen en omdat ik weinig beters te doen heb ga ik het volgende doen
ik ga eerst laden tot 3.65v pst om een goede top gebalanceerde set the krijgen
16x EVE cellen

Daarna ga ik het hele spul samen bouwen tot een 4p4s set en een capaciteit test doen tot ‘leeg’ (moet even kijken wanneer mijn BMS ingrijpt en het spul afsluit)

Daarna laden met 240A tot vol , volgens mij heb ik 14.4v ingesteld als ‘’vol’
Dan weer een capaciteit test test

Daarna weer laden met 240A tot 3.4v per cel (13.6v op pack niveau) en gaan we zien wat het verschil is tussen laden met 14.4 en 13.6 volt

Volgens jouw ervaringen , als ik het goed begrijp, wordt de pack ook ‘vol’ geladen als je laad tot 13.6v ?

Ik heb voorlopig geen mening maar ik ga wel testen

3,65V is niet nodig om te balanceren. Dat is een oude fout die hardnekkig voortleeft. Balanceren kan bij elke spanning. Doe je het bij de spanning van 4,45V bij 20oC dan ben je aan het top balanceren. Daarboven ben je aan het 'overladen' tenzij je naar 50oC celtemperatuur gaat, dan bereik je 100% SOC bij 3,65V. Die 50oC bereik je ook door de cel te overladen met een spanning van 3,65V. Er wordt dan zoveel vermogen in warmte omgezet dat de cel de 50oC bereikt. Ik vind het jammer dat je de eerste slijtage zelf gaat aanbrengen door de cellen te gaan overladen.
Als je serieel gaat laden, hoe houdt je de celspanning per cel constant? Onbalans is niet meer dan een verschil in de spanning van de cellen. De serieschakeling met cellen gedraagt zich niet als een serieschakeling van weerstanden.
Groeten, Peper.

ik ga top balanceren met een spanning van 3.65v omdat je dan in het gebied zit waarin je evt onbalans het eerst ziet , als alle cellen bij 3.65v exact hetzelfde zijn zullen ze bij lagere voltages ook hetzelfde zijn omdat in het 3 tot 3.5v evt onbalans zich niet / veel minder zal laten zien , onbalans wordt pas (beter) zichtbaar bij een wat hogere spanning

als de bank eenmaal op 3.65v gebalanceert is en terug gebouwd zijn naar 4s4p zal de REC BMS de cellen onderling balanceren vanaf 3.45v tot 3.6v , en bij 3.6v stop het laden (geeft de BMS een stop charge' aan de laders)

maar het gaat mij allereerst om de test : hoeveel van de gebruikte capaciteit wordt er daadwerkelijk weer geladen als we het laden stoppen bij 3.4v , wat hier af en toe als spanning voorbij komt waarbij er verteld wordt dat de cel dan 'vol' is , ik wil dat nu wel een keer met eigen ogen zien terwijl de cellen op de werkbank staan ipv ingebouwd zitten en we dit soort tests niet kunnen uitvoeren

Ik ben sceptisch over je aanpak, de knik die de onbalans duidelijk maakt begint bij 3,45V bij 20oC. Daarboven neemt de spanning over de cel wel toe. maar de lading in de cel niet meer... De temperatuur van de cel neemt wel toe als er een laadstroom loopt en dit wordt als schadelijk gezien.
Monitor de cel temperatuur goed om het laden te stoppen als de temperatuur gaat stijgen. Zo voorkom schade aan je nieuwe cellen. De matrix van cellen die jouw accu vormt is minder gevoelig voor onbalans door de vele cellen. Het 'door de knik gaan' van de spanning en vervolgens de temperatuursverhoging gaat erg snel, een 800Ah cel gaat bij overladen met 30A (een schijntje aan laadstroom voor een 800Ah cel) binnen een half uur van omgevingstemperatuur naar 50oC. Je kunt je cellen goedkoop hebben gekocht, maar ze bewust kapot maken vind ik erg ver gaan!
Groeten, Peper.

we gaan het zien
mijn ervaring met mijn vorige set is dat :

1) temperatuur niet meetbaar omhoog gaat met laden van 0.2C
2) SoC niet tot >85% komt met laden tot 13.6v

ik ga nu 1120Ah @ 12v laden met 240A (2x multiplus) , dus net iets minder dan 0.25C

maar ik wil nu wel eens weten op welk voltage een LFP bank 'vol' is

instellingen :

top balanceren met 3.65v , laten rusten , weer laden etc totdat opgenomen stroom zo goed als 0 is (misschien enkele mA's)

configureren tot 4s4p en dan leeg trekken tot 11.2 (hier grijpt de BMS in) , even laten rusten en kijken of de spanning omhoog komt , zo ja weer leeg trekken , etc etc

via victron smartshunt en cerbo de kWh en Ah noteren

dan vanaf 11.2 weer met 240A laden tot 13.6v , laten rusten , weer laden laten rusten etc totdat opgenomen stroom een enkele mA is

en dan op de victron kijken hoeveel Ah kWh er in gegaan is

dan weer leegtrekken tot 11.2 (hier grijpt de BMS in) , even laten rusten en kijken of de spanning omhoog komt , zo ja weer leeg trekken , etc etc

dan een keer laden tot 14.4v met dezelfde laders om te zien hoeveel energie er nu ingaat

met deze tests , met dezelfde apparatuur , laders , shunts , BMS etc zou er volgens mij een vrij groot verschil uit moeten komen tussen laden tot 13.6 en 14.4

dit idee had ik al langer maar is eigenlijk niet te doen op een boot waarop je woont , nu zitten we even in NL en heb ik weer mijn eigen werkplaats en kan ik het wel een keer mooi testen

ik kan de temperatuur vd cellen natuurlijk bijhouden maar ik heb nog nooit enige temp verhoging gemeten op onze vorige set en ik verwacht ook geen temp verhoging nu

als je een ander idee hebt over testen hoor ik het graag , mijn persoonlijke experiment is er op gericht om uit te vogelen of LFP inderdaad al bij een lagere spanning 'vol' is met een laadstroom < 0.3C

Peper schreef :
Even voor de zekerheid: je bedoelt 3,45 V, neem ik aan?

Ik heb geen BMS, in mijn ogen overbodig en potentiele bron van problemen. Mijn active balancing boardje treedt in werking bij een verschil in cell spanning van 0,1V, en doet dit ongeacht de cell spanning. Spec zegt max 1,2A, dat is meer dan balancing stroom van een BMS. Tot dusver heb ik het alleen zien werken als ik een cell naar laag V forceer. Initiele top-balancing heb ik nooit gedaan. Er ontstaat af en toe een zeer kleine on-balance <30mV die wordt (heel langzaam) opgeheven door de cell monitor. De balance functie van de cell monitor kan aan/uit gezet worden. Ik laat dit altijd aan staan. Eigen verbruik is verwaarloosbaar. Het schermpje verandert van groen naar blauw wanneer balancing stopt. De cell monitor heeft ook een low voltage cell alarm. Ik vind dit voldoende. Als we niet op de boot zijn staat alles uit (incl.solar) dus ook dan geen BMS nodig. Tegen over voltage wordt beschermd door dynamo regelaar en MPTT solar controller. Max laadspanning staat bij mij op 14,4, dus 3,5V cell spanning.
Mijn 12V LFP systeem is heel simpel. Alleen regelaar voor dynamo, MPPT regelaar. Geen walstroom lader, geen DC-DC converter, geen BMS. Geen smart phone nodig om accu's te checken.

Oh, het topic is parallel schakelen van lood-zuur en LFP. Nooit doen, vraagt om problemen vroeger of later. De mijnheer in het filmpje stapt wel heel makkelijk over een aantal zaken heen.
Zelf laad ik lood-zuur start accu en LFP volgorderlijk. Na starten van de motor 5min. lood-zuur, dan (automatisch) naar LFP laden met laadstroom begrenzing.

agvisser schreef :
Ja, dat bedoel ik inderdaad, 'dikke vingers'!

@WaltB:
'initieel top balanceren' een nieuw begrip dat je kunt 'munten' als zelf gevonden woord/begrip. Initieel laden is wel bekend en daar heb je een stroombron voor nodig die 4V als maximum spanning gebruikt om over 'de hobbel' te komen als de cel van de 1e naar de 2e fase gaat. Om die hobbel te nemen heb je 4V nodig. Er ontstaat dan relaxatie van de cel en de celspanning laat dan oscillatie zien. Dan heb je iets unieks: een wisselstroom accu! Uit de VS komt de uitdrukking: 'Li-ion heartbeat'. Pas als de celspanning boven de 1,5V komt is de cel in de tweede laadfase en te gebruiken als ladingsopslag.
Dit gebeurt alleen bij een nieuwe of geheel ontladen cel. Omdat je minimaal 4V nodig hebt om de stroombron zijn laadstroom af te laten geven en dit alleen plaatsvindt bij een lege of nieuwe ongeladen cel hoeft initieel laden alleen plaats te vinden als de cel 0V als onbelaste klemspanning heeft. Hiervoor geeft men als minimumspanning 2,5V per cel aan, maar het omslagpunt ligt bij ongeveer 1,5V.
Je kunt best zonder BMS laden, maar dan moet je de accu de hele tijd goed in de gaten houden om te voorkomen dat je boven de 3,45V per cel komt en niet onder de 2,5V per cel komt. Dat kan lastig zijn ingeval:
Doutzen Kroes langs komt (die zeilt ook!) of
je net gaat als een speer bij 6bft en je alles moet doen om dat pijlsnelle rak te handhaven.
Ik noem dat het 'humanoïde batterij beheers systeem' (dat bestaat natuurlijk niet, maar het bekt wel lekker!)
Groeten, Peper.

Voortbordurend op het schema van Peper denk ik dat ik voor de volgende oplossing ga.





De twee diodes achter de accu's zijn denk ik toch de veiligste oplossing. Kosten een tientje per stuk bij alie dus ook nog een betaalbare oplossing. nl.aliexpress.com/wholesale?ca...rchText=ideale+diode

Ik laat denk ik voorlopig de verbinding tussen LFP en Dynamo weg. (nog even doorsparen voor een Victron DC DC smart)

@Peper. Bedankt voor de informatie, altijd leerzaam! Wat de lady betreft, ik kan alleen maar hopen. Dus zeker geen 'humanoïde' BMS!
Initieel top-balancing is niet een zelf verzonnen term, ik kom het overal tegen als het gaat om een DIY LiFePO4 pack uit losse (evt. gebruikte) cellen. Je bedoelt toch niet dat dat niet nodig is? In ieder geval bij mijn GBS cellen niet aan de orde. Mijn punt is, dat wanneer er al voorzien is in automatische betrouwbare bewaking van over- en under-voltage en (active) balancing, wat voegt een BMS dan nog toe? OK, misschien nog bescherming tegen laden bij lage temperatuur, maar dat is in mijn klimaat niet relevant. Is dat dan niet alles? Ik denk trouwens wel dat er vele LiFePO4 toepassingen zullen zijn waarbij een BMS zeer wenselijk of zelfs noodzakelijk is. Er gaat in mijn opzet een alarm af wanneer een van de cellen een under voltage van 3V wordt bereikt en de dynamo en solar regelaars begrenzen tot 3.5V. Dat alles wordt zichtbaar gemaakt en kan in een oogopslag worden gecontroleerd. Het idee dat een BMS zelf beslist gebruikers of laders uit te zetten komt mij niet aantrekkelijk voor. En hoe weet je of een BMS nog goed werkt? In mijn systeem wordt na starten van de motor eerst 5 min. lood-zuur start-accu geladen en daarna LFP. Dit wordt geschakeld via solid state relais. Naast dynamo regelaar en solar geen andere electronica.
Groet Walt.

@Tom-Orion:
Ik neem aan dat je de zekeringen hebt weggelaten omwille van de eenvoud...
Je brengt een mooie mogelijkheid extra aan en dat is de LFP cellen laden via het zonnepaneel en de loodzwavelzuur accu laden via de walstroomlader en/of de dynamo. In dat geval heb je geen diodeblok met 3 uitgangen nodig. De loodaccu wordt geladen met de walstroom of de motordynamo en dat heeft een eigen BMS.
Verder mis ik het BMS voor de LFP accu... of ga je gebruik maken van een HABS (humaan accu beheers systeem)?
De 2 ideale diodes op de + van de accu's vormen verder een goede scheiding tussen de accu's. Pas ervoor op dat je niet onder de 0^oC de LFP accu gaat laden.

@WaltB:
'Top balancing' is niet gelijk aan 'initieel laden' en balanceren (het gelijk maken van de celspanning van de samenstellende cellen van het accupack) kun je beter niet doen met een laadspanning hoger dan 3,45V per cel bij 20^oC. Indien één van de cellen onder de 1,5V is gekomen zul je weer opnieuw initieel moeten laden, dat is wat anders dan 'initieel balanceren' (dat bestaat eigenlijk niet). Het doel van deze exercitie is ook anders, je moet dan 'over de hobbel' in de inwendige weerstand heen die ontstaat als de cel de 'tweede fase' ingaat en pas echt lading gaat opslaan.
Een alarm bij 3V per cel voorkomt dat je opnieuw initieel moet laden. Tenzij je het alarm negeert en niets doet, dan moet dat wel. Initieel top balanceren met een laadspanning hoger dan 3,45V bij 20^oC draagt bij aan slijtage van je dure cellen en is niet nodig zolang de celspanning niet onder de 2,5V is geweest.
Bij ca 30^oC celtemperatuur kun je wel 3,5V als maximum cel/laadspanning gebruiken. Door de hogere temperatuur neemt de 'inwendige' celspanning dan toe tot 3,5V en wordt de celstroom 0A. Bij lagere temperaturen is de inwendige celspanning lager en blijft er een stroom lopen. Dit maakt de cel warmer op basis van U(celspanning) x I(laadstroom) = P(vermogen). Dit is het escape mechanisme dat de cel gebruikt om de celspanning te verhogen en zo de laadstroom naar 0 te brengen. De verhoging van de temperatuur voorkomt dan overladen en het ontstaan van 'Lithium plating'.
Als je overspanning per cel monitoort en de laadstroom voor die cel naar 0 brengt, 'balanceer' je de cellen. Bij serieel laden (de cellen in serie in het accupack zetten) moet je dan de gehele laadstroom afschakelen. Ik gebruik individuele celladers en die houden een maximum laadspanning van 3,3V aan. Dan kun je tot ca 8^oC laden zonder dat de cel warm moet worden om de laadstroom naar 0 te brengen. Verder gebruik ik nu een thermostaat die de lader onder 5^oC uitschakelt. Die individuele celladers werken als een BMS en zorgen ervoor dat de cellen in het laadtraject worden gebalanceerd. Een Humaan Accu Beheers Systeem werkt niet automatisch, een BMS wel. Dat is de toegevoegde waarde van een BMS.
Groeten, Peper.

Zolang de BMS niet stuk gaat en -ongemerkt- al je cellen vernielt...