Onderwerp: Klein LiFePO4 charging dilemma

Waarom stel je de maximale laadspanning gewoon wat lager in?
Waarom helemaal het maximum eruit proberen te halen terwijl voor de levensduur dat niet bevorderlijk is sowieso?
Nog een overblijfsel van het gebruik van loodaccu's? Daar is het wel belangrijk tot de top te gaan, zo'n beetje het omgekeerde geldt voor Li ion.
Je komt duidelijk in een "niet gedefineerd gebied" terecht at the top, wat je metingen uitwijzen.
Om daarop gebaseerd te willen balancing te gaan toepassen valt in de categorie " sla een slag in de lucht" Het kan net zo goed zijn (lijkt me zelfs meer waarschijnlijk) dat het contraproductief is.

Houdt het simpel: het probleem is ongelijk gedrag at zee top, vermijd gewoon de top.

Dat vertelde hij in het begin, juist in het conservatief laden geen problemen.

Waaruit maak je op dat je active balancer niet de tijd heeft om tijdens het laden prio naar de lagere voltage cellen te leiden ? Ik heb dit type ook en moet nog inbouwen, maar hij zal gewoon netjes voorgang moeten geven aan de lagere cellen? Als die balancer dat niet doet is hij stuk.

Airgead schreef :
conservatief laden kan veel meer andere problemen geven , beter is het om gewoon regelmatig tot 3.65v te laden , en wat regelmatig is laat ik even in het midden

An absence of memory-release cycles caused by ineffective charging allows the voltage bump caused by the memory effect to grow over time. If the absorption voltage and/or the absorption time are insufficient to overcome it, the charging process gradually terminates earlier and earlier. This has a compounding effect as memory-writing begins to occur at lower and lower values of SOC over time and the available capacity of the battery can disappear almost completely without any loss of lithium or chemical degradation as such. Recovering battery banks in this state can be challenging and require many memory-release charging cycles using high absorption voltages, followed by deep discharge. For these reasons, LiFePO4 batteries should be charged properly whenever the opportunity arises, so the effects of unavoidable previous partial cycles can be wiped out while it is still relatively easy to do so. This calls for a robust absorption voltage and a charging strategy providing adequate charge absorption. Anything else falling short of this will eventually result in significant performance and capacity issues.

While we showed earlier that voltages as low as 3.4V/cell were able to fully charge and even overcharge a LFP cell, this must now also be considered in the context of memory effects altering the charging curve of the cells. My experience so far has been that any termination voltage below at least 3.5V/cell should be considered as inadequate if the installation experiences incomplete charge cycles. Any charging system that is unable to provide an adequate absorption down to at least C/20 or less when required should also be considered as unfit for purpose, because it will fail to deliver charge cycles capable of erasing the cell memory.

nordkyndesign.com/practical-ch...phate-battery-cells/

Je komt enorm veel tegenstrijdigheden tegen. En zelfs fabrikanten die zichzelf tegenspreken als het om laden van LiFePO4 accu's gaat, ook bij MPPT solar produkten.
Voor een deel komt dat denk ik doordat oude loodzuur laad methodes 'quick and dirty' zijn aangepast voor LFP.
Als voorbeeld hebben vele "specialisten" beweerd dat een absorption periode bij LFP laden onnodig is, maar zoals te zien in het citaat van Nordkyn (dank je René) pleit men daar juist voor een "robuuste" absorptie periode (maar hoe lang is robuust?). Overigens kan ik me in het verhaal van Nordkyn voor een deel wel vinden.

Een ander voorbeeld is de Electrodakus BMS. Op zich lijkt dit wel een goed apparaat, maar zoals Ce est parti aangeeft heeft deze een laders cut off bij een cell laadspanning van 3.53V. Dat geeft weinig ruimte voor balancen met stroom van 200mA. OK, het balancen begint bij 3.2V, maar bij die cell spanning heb ik nooit noemenswaardige verschillen tussen cellen gezien.
Ook al zou je de evpower shunt balancers toepassen, dan geef je die nauwelijks gelegenheid met 900mA wat spanning te laten weglekken. Daarom zegt men dat er een aantal cycles nodig is om balans te herstellen. Dus af en toe de BMS maar uitschakelen? Zal misschien op wat praktische problemen stuiten. Is in ieder geval niet aan de orde bij mijn BMS-loos systeem. (Ik heb natuurlijk wel een BMS, maar niet in de vorm van een enkel BMS-apparaat).

Dit zijn maar een paar voorbeelden. Als je naar specs van andere apparaten kijkt stijgt het aantal vraagtekens.

In ieder geval ga ik het nu zo een tijdje proberen.

1. Normaal tot 13.8V (cell 3.45V) laden, zoals ik tot nu toe heb gedaan.
2. 1x per 2 maanden of zo de eind laad spanning hoger zetten op bijv. 14.2V (cell 3.55). Kan ik met een handomdraai doen met potmetertje op mijn alternator charge controller (Wally100).
3. Software wijziging in charge controller om bij overschrijden van 13.8V de laadstroom automatisch laag te zetten (op 4A voorlopig). Al aangebracht.
3. Nieuwe active balancer met hoge balans stroom. Is besteld, moet nog afwachten hoe goed dat werkt, maar huidige balancer werkt ook, alleen langzamer.
4. Instelbare absorptie periode (5-10 mins?) om bij laden boven 13.8V met lage laadstroom (zie 2) de balancer langer gelegenheid te geven zijn werk te doen. Een balans stroom van bijv. 5A (?) zou dan toch zeker een glad strijkend effekt moeten hebben, lijkt mij.

Ziet iemand hierin problemen?

@BenK. Je ziet de bij ontladen de cell Vs een beetje springen, maar in ruststand wordt dat snel hersteld. Bij 3.2V van 1 van de cellen een alarm van cell monitor. Ik besluit dan zelf of ik gebruikers uitzet en/of laden start. Komt overigens weinig voor.
@boarderbas. Ben wel benieuwd wat je concrete bezwaren zijn tegen active balancers. Ik heb de active balancer uitgebreid getest en die doet het uitstekend. Alleen jammer dat die pas start bij 0.1V cell verschil (ongeacht cell spanning). En stroom zou wat hoger moeten zijn. Mijn verwachting is dat bij de nieuwe balancer die nadelen wegvallen. V.w.b. evpower shunt balancers, zie boven.
@Airgead. In principe ben ik het met je eens en zo heb ik het tot nu toe gedaan. Maar met de paar genoemde makkelijk uit te voeren maatregelen kom ik ook een stuk dichter bij de andere 'school of thought', dus proberen lijkt de moeite waard.
@Nardus. De cell spanning blijft snel stijgen terwijl de balancer actief is (het betr. ledje is aan) en de spanning van de lage aanliggende cell stijgt veel langzamer. Ik meet een balans stroom < 1A.
@Renek. Die eerste paragraph van het citaat beschrijft eigenlijk wat ik ervaren heb. Ik hoop dat mijn maatregelen dit in de toekomst gaan voorkomen.

WaltB:

mbt de Alternator:
Je hebt Alternator-regelaar-accu
Aan de accuzijde kan je niet breken omdat de regelaar (dan wel diodes daarin) daar niet tegen kunnen.
De accubescherming tegen overladen door de dynamo moet dus in de AC verbinding dynamo-regelaar (zoiets heb je volgens mij ook al). De regelaar gaat daarna direct op de accu en de andere bronnen krijgen hun eigen breker.

Eén centrale beveiliging op de accu gaat gewoon niet. Dan ben je steeds bezig om met je bms van de beveiliging weg te blijven ipv de accu goed te laden. De beveiliging moet in kunnen gaan zonder dat iets stuk gaat.

Om het laatste stukje van het laden langzamer te laten verlopen stelde ik voor om een DC/DC in te zetten als stroombeperking. Iemand anders stelde een 1 Ohm weerstand voor.
Tot een bepaald cellvoltage van de hoogste cell leidt een relais de stroom door een by-pass en daarna door de beperking. Je hebt dan een discrete stroomstap: vol of beperkt. Het relais in het AC gedeelte gebruik je als bescherming tegen overladen en tegen over-temperatuur. Het relais schakelt alleen af en niet meer aan (tenzij jouw diodes daar tegen kunnen).

Aan de E-engineers in dit draadje:
De regelaar (diodes; gelijkrichter; oid) kan niet tegen het abrupt afkappen van de DC zijde:
- Het relais aan de AC zijde in mijn voorstel moet daar wel tegen kunnen: hoeveel zwaarder dan nominaal moet je die dan kiezen?

- Als de DC zijde niet abrupt wordt afgekapt, maar abrupt geknepen: hoeveel zou je dan mogen knijpen opdat zo’n regelaar heel zou blijven?

Ik hoop dat dit mijn bijdrage verduidelijkt.

Booty24,
Ja, ik denk dat ik ongeveer begrijp wat je bedoelt, maar ik denk ook dat je een paar dingen mis hebt m.b.t. de werking van een alternator. De gelijkricht diodes zitten niet in de regelaar, die zitten op grote heatsinks (D+ en D-) in de alternator body. De regelaar krijgt meestal z'n voeding van een apart intern diode trio (aux).
Om het laden te stoppen zonder dat de diodes kapot gaan kun je de veldstroom die via de borstels door de rotor loopt onderbreken. Die stroom is maar ong. 5A max.
Dat onderbreken doe je door (bij een P-type regulator) door de verbinding van de + van de regulator met de +borstel te verbreken. Soms is dat heel makkelijk, soms moet je de draad van de + borstel los solderen en 2 draden solderen die je naar buiten brengt. Bij een N-type regulator moet je hetzelfde doen tussen de reg - aansluiting en Gnd.

Als je een BMS apparaat hebt dat ter bescherming tegen over charging van de accu niet zelf de laadstroom die naar de accu loopt onderbreekt, maar in plaats daarvan een relais kan aansturen, dan kun je dat gebruiken om met een relais de veldstroom onderbreken.

Een relais aan de AC kant van de alternator zoals je voorstelt is praktisch heel moeilijk te realiseren en gezien het bovenstaande dus ook onnodig.

Als je een BMS hebt die wel zelf de laadstroom onderbreekt, dan zou je een onafhankelijk voltage-relais (V-switch) kunnen gebruiken dat je instelt op een voltage dat iets lager is dan het voltage waarbij de BMS de laadstroom loskoppelt. Wanneer dat laatste gebeurt is al even van te voren de veldstroom onderbroken en laadt de alternator niet, zodat de alternator diodes heel blijven. Het kan ook heel goed zijn dat daardoor de accu spanning meteen al wat afneemt (vooral als er een aantal gebruikers aktief is), waardoor de BMS zelfs helemaal niet hoeft in te grijpen.

Ik heb helemaal geen apart BMS apparaat. Mijn alternator controller en ook de solar MPPT lader zorgen ervoor dat er geen over-charging plaatsvindt.

Groet, Walt

Dank WaltB voor je uitleg. Dan had ik jou systeem te vluchtig bekeken. Wel lastig hier want het blijft droogzwemmen zonder cellen.

Ik heb een permanent magneet alternator met losse eenfase regelaar. Die losse regelaar pak ik in tussen een relais aan de AC zijde en een DC/DC aan de DC zijde allebei met een temp sensor voor de relais.
Mijn BMS gaat alles doen: zowel regelen als bewaken.

@Walt

ik zag dat je al een balancer gekocht hebt , maar had je deze boardjes ook overwogen ?
klein beetje aanpassen voor jouw cellen maar ze balanceren met 2A p.st

www.ev-power.com.au/product/bms-cbm400/

lager dan de 5A van de balancer die je al besteld hebt maar dan hoef je geen 'extra' kastjes te monteren

of misschien kun je de maker van de boardjes vragen of het mogelijk is om vanaf bijv 3.4v het balanceren te starten ipv 3.5

vwb de laadstroom terug regelen , ik denk dat dat inderdaad veel zal helpen met balanceren zonder de spanning te hoog op te laten lopen , ik heb het getest tijdens mijn set samenstellen

als ik de laadstroom op de multiplus terugschroefde (door de 230v ingangsstroom te beperken) zag ik de spanning op de cellen tijdens laden ook snel lager worden

met 100A (0.1C) laden schoten de cellen snel naar 3.6v , bij terugschroeven van de laadstroom naar 10-15A (0.01C) zakte de celspanning weer naar 3.45-3.5v , in jouw geval krijgen op dat moment , met een lagere laadstroom, de boardjes weer de kans om te balanceren zonder de hoogste cel direct omhoog te jagen

verder ben ik nooit een voorstander geweest van het laden stoppen bij 3.4-3.5v , ook niet bij lage laadstromen omdat dit volgens mij (en nordkyn bevestigd dit) meer problemen geeft dan regelmatig tot 3.65v te laden en het systeem de kans geven om 1) de boel te balanceren en 2) weer een goed geladen set te hebben en weer een 'nul' punt te hebben

bij laden tot max 3.4-3.5v zijn de cellen misschien wel bijna vol maar ze kunnen niet gebalanceerd zijn omdat dit pas vanaf 3.45-3.5v gebeurt en je dus de cellen de kans geeft om ver genoeg uit elkaar te gaan lopen om er 1 of 2 de kans te geven dat ze zelfs bij laden tot 13.6-13.8v op cel niveau op >3.7v kunnen uitkomen , en dan krijgen de balanceer boardjes ook geen kans meer om te balanceren , wat er bij jou aan de hand lijkt te zijn

Ik lever misschien wat cycles in door te laden tot 14.2-14.3v (als de omstandigheden het toelaten, dus 1x in de 2 weken of zo) maar ik verwacht aan de andere kant minder problemen met onbalans in de cellen onderling tijdens het gebruik van de set en bijkomstig voordeel is dat ik relatief langer de volledige capaciteit kan blijven gebruiken ipv 'memory effect' te creeren rond de 3.4v op cel niveau (13.6v op pack niveau)

ReneK schreef :
Inderdaad, dit was er bij mij ongemerkt ingeslopen. Bij iets hogere laad eindspanning kwam de aap uit de mouw. Ik denk dat ik met de paar maatregelen die ik noemde deze situatie in de toekomst kan vermijden. Maar ik maak me er niet grote zorgen over, want dat "uitschieten" naar 3.7V duurde maar zeer kort, een paar seconden, toen was de serie eind-laadspanning al bereikt en was het leed geleden. Ik leid hieruit af dat het verschil in SOC uiterst minimaal was.
De Aussie boardjes zeker overwogen en ook contact over gehad, maar ik was een beetje bang dat bij build up van grotere onbalans voor dat laten "weglekken" van cell spanning maar heel weinig tijd beschikbaar zou zijn. Dit n.a.v. mijn ervaring met kortsluiten via 1 Ohm weerstand. Toen toch maar voor deze active balancer gegaan omdat deze niet V-gebonden lijkt te zijn en 5-8A laat stromen, dus sneller dan mijn huidige balancer (< 1A). Eerst maar eens daar mee spelen, misschien kom ik wel terug naar de evpower boardjes. Wel mooie cleane oplossing, zo rechtstreeks op cellen, zonder een spinneweb van draadjes.

Groet, WAlt