Onderwerp: Overstap naar low priced, DIY Lifepo4 accu systeem

holtere schreef :
OK, on topic @Holtere, in aanvulling op PVO #1270665, JeroenB61 #1270136en mijn bijdrage #1270149 een variant de "oude" kleurtjes houden en nieuwe kleurtjes aanbrengen.

Een lfp parellel aan je service accu. Lfp laadt uit de loodaccu of Lfp laadt de loodaccu:

-Je plaatst een lfp met naast de bestaande accu's (zover geen kleurtjes) (340+bms 160? etc)
-Alle gebruikers verplaatsen van de lood-service-accu naar de lfp-service-accu
-Motor laden blijft op de lood-accu's (oude kleurtjes); niet op de lfp accu.
lfp laden gaat via een dc-dc. Deze moet intern temperatuur beschermt zijn om niet te veel Apps te trekken tijdens motor laden (de loodaccu hangt naast de dc-dc en niet ertussen): een Victron Orion Smart 18A (163 euro) is dat (30A is niet nodig; je loodaccu wordt toch steeds leeggetrokken, dus je dynamo kan steeds alles kwijt).
-de monitor blijft op de loodaccu; zou fijn zijn als deze met een LV of LowSoC de Dc-DC kan afschakelen.
-de Multiplus gaat op de lfp; de mppt ook
-de lood-accu heeft dus geen wallader meer en ook niet nodig; evt een kleine loodlader kan natuurlijk wel.
-de start accu ook niet, want de Multiplus wordt omgezet naar lfp. Zo leven veel startaccu's.

Je kan alle verplaatsingen naar de lfp naar een tussenpunt verplaatsen met een 1-2 schakelaar (40) verbonden met lood en lfp: dan kan je schakelen tussen oud (lfp kalt gesteld) en nieuw (lfp als cascade achter de loodaccu). Als er een probleem ontstaat dan zet je hem uit, start evt de motor en stel je het probleem uit tot in de haven.

Je hebt zo een gecombineerde lood-lfp accu waarvan je via de lfp steeds eerst het looddeel leegtrekt, met een no-nonsense by-pass.
Totaal voor deze: lfp service accu uitbreiding: 340+160?+163+40?+diversen=750 euro

Andersom werkt volgens mij ook: de lfp als oplader voor je service accu.
-lfp ernaast (340 volgende inkoopactie van @Nardus +160? bms etc)
-aparte lfp walstroomoplader (150?)
-dc-dc naar de loodaccu (dit mag de allereenvoudigste zijn, die past bij je gemiddelde verbruik tijdens zeilen) (100?)
-mppt verplaatsen naar de lfp
-de bms schakelt de dc-dc uit als de lfp leeg is
Tijdens motoren wordt dan je je lood-service-accu opgeladen en je lfp niet aangesproken. Je motor-tijd gaat dus niet van je zeiltijd af. Is er een probleem met de lfp dan laadt deze de loodaccu niet op. Motor starten en verder nakijken in de haven.
Ook hier mag je de lfp-service en lood-service bij elkaar optellen.
Totaal voor deze lfp als lood-accu lader: 340+160?+150+diversen=700 euro

Los van zonneenergie breng je al je energie mee vanuit de haven (diesel-tank, accu-tank). Dat werkte in je loodsysteem ook al. Als de accu-tank leeg is moet de diesel-tank worden aangesproken als "generator". Ik neem aan dat je lood-accu's daar groot genoeg voor zijn.
De zonne-energie wil je bufferen over een langere periode, tenminste over de dag en die moet dan ook op de grootste accu. Dat is in beide gevallen zo.

De volgende stap is optimalisatie:
-gewichtsbesparing: lood-gedeelte van de service accu terugbrengen naar 1 accu. 280Ah weegt kaal 21,2 kg; met box, bos en dc-dc tot 30kg; 90Ah lood bijv 24kg (zie link naar JeroenB61).
-uitnutten levensduur loodaccu's (zuinig en milieubewust): steeds 1 loodaccu aan de lfp hangen (het capaciteitsaandeel tov de lfp is gering) en regelmatig wisselen (kan ook met een 1-2 schakelaar
-extra zonnecellen: als je die genoeg hebt dan zijn accu's alleen een buffer in de tijd
-en als je loodaccu op is, koop je 1 nieuwe of zijn we al weer jaren ontwikkeling verder. In ieder geval is lfp dan gemeengoed.

Maar: het betere is het gevaar van het goede. Net als bij diesel mag je accu-tank gewoon leeg zijn bij aankomst in de haven.
Oneindige autonomie is leuk, maar een stekker is sneller.

Als je het laden van een lfp met een dynamo elimineert middels "drop-next" of "cascade laden" (mijn typeringen van bovenstaande) en je bestaande circuit behoudt, kan je ook 80% van de topics terzijde schuiven, elimineer je de helft van de kosten voor installatie naast de kale cellen en komen er nauwelijks "nieuwe kleurtjes" bij.

Koop de kale cellen vooral niet te klein (als gewicht niet uit maakt). De eenvoudigste periferie is al duurder.
Als gewicht wel uitmaakt denk dan na over hoeveel lood er weg kan.
Hoe beginnen:
1 werkende basisoplossing (zie boven of elders)
2 cellen kopen in de volgende groupbuy bij @Nardus (klompen over de sloot) en afwachten ......
3 ondertussen:
je eigen oplossing doorgronden; deze verbeteren en/of rationaliseren: eigen systemsschema
aan boord kijken hoe het echt zit: nieuw schip: toch anders dan het schema; oud schip: ook, maar geen schema.
de componenten bestellen, doornemen en de leverancier bevragen
eigen locatie en kabelrouting bepalen
hier info ophalen over open eindjes; sommige open eindtjes worden hier aangedragen en zo leer je bij.
proof of the pudding: het moet werken zonder dat de schipper het schema kent
4 nog wat langer wachten ...
5 thuisdelen in elkaar zetten
6 basis boorddelen installeren en pas verder als dit deel werkt. In bovenstaande oplossing komt lfp erbij en kan je ondertussen altijd varen.

Ik moet beginnen met 5, maar we hebben vorige week de boot in de haven gelegd en gaan vrijdag eerst een dagje zeilen. Dat laatste is een ander topic, maar het vertraagt wel...

Overigens zit die Will Prowse wel meer op het niveau van "volg de gekleurde draadjes".

Op zijn website staan verschillende voorbeeld systemen voor campers met zonnepanelen en met- of zonder alternator.

Die voorbeelden (DIY blue prints) zijn door veel van zijn volgers succesvol nagebouwd.

@booty

Prima oplossing en prima omschrijving

ReneK schreef :
Ik zou Will Prowse beslist niet als amateur kwalificeren. Hij heeft er een goed verkopend boek over geschreven en de recette van zijn kennisdeling via diverse kanalen is zo groot dat hij is verhuisd van een camper naar een huis in Las Vegas. Zijn kracht is niet de geliktheid van zijn filmpjes. Integendeel, visueel is het zeer basaal. Zijn kracht is zijn vermogen om het helder uit te leggen. Verder wordt hij niet betaald door fabrikanten, want hij wil volstrekt onafhankelijk zijn. Hij schrikt er dan ook niet voor terug om producten die hij ter beoordeling opgestuurd krijgt tot de grond toe af te branden. Net zoals dat fabrikanten er als de kippen bij zijn om verbeteringen aan te brengen als hij hun product slecht heeft beoordeeld.

ReneK schreef :
Even voor mijn beeldvorming : wat doen we precies anders dan hun met hun motorhomes en offgrid huisjes ?
Mijn daly zet de hoogste cell om in warmte als er een gebruiker aan hangt en balanced zo. Een active balancer routeerd de stroom zodat niks opwarmt en dus efficiënter. Blijkt na metingen die hij en andere leden op het diysolar forum dat de warmte ontwikkeling in de bms eigenlijk onmeetbaar en te verwaardelozen is. Die rede lijkt het mij overbodig om er een active balancer naast te zetten omdat je ook weer extra electronica in je setup introduceerd. (Tenzij je geen BMS hebt natuurlijk)

Topbalancen tijdens het laden ? Kan je dat uitleggen, want ik zet de cellen parallel en zet er 3.65 volt op en als er geen stroom meer loopt zijn ze ge-topbalanceerd, daar komt bij mij geen balancer aan te pas.

Wellicht voor de liveaboard die een factor 100 vaker cyclen kan ik me wat voorstellen, hoe vaker je cycled hoe sneller onbalans. Ik zeil wellicht 15 weekenden per jaar en zal mijn celle maar een laar keer cyclen. Wellicht liggen de verschillen tussen wij bootjes toch wat verder uit elkaar.
Lijkt me dan logisch dat de weekend zeiler niet veel aan een active balancer heeft ?

@ Nardus

In het filmpje heeft hij het specifiek over ‘bottom balancing’ en dan de overbodige balancers

Bottom balancing wordt toegepast bij toepassingen waarbij het belangrijk is om een gelijk voltage te hebben bij een lege cel set zodat niet 1 of meerdere cellen ineens doorschieten naar <2.x volt per stuk en Dan niet meer geladen kunnen worden als ze eenmaal een te laag voltage hebben

Typische toepassingen waarbij bottom balancing gebruikt wordt zij elektrische voertuigen of andere toepassingen waarbij de set constant leeg getrokken wordt , of vaker aan de onderkant van de voltage zitten


In de meeste bootjes trekken we een akku niet helemaal leeg maar gebruiken de set vaak (vaker) in het hoge voltage gebied waarbij je dus wil voorkomen dat 1 of meerdere cellen te ver naar boven toe uitschieten >3.65v per cell

Het is vrijwel onmogelijk om een set én te top balanceren én te bottom balanceren , je zult dus moeten kiezen wat belangrijker of praktischer is voor jou , en in de meeste gevallen aan boord zul je voor top balanceren gaan ivm opladen voor vertrek en bijv laden door alternators en mppt’s tijdens gebruik

En omdat we meestal voor top balanceren gaan willen we de set ook bij opladen gebalanceerd houden , en de meest eenvoudige manier om dit zo te houden is na initieel laden en top balanceren een BMS (of balanceer bordjes) te gebruiken die dit voor je doet , zo voorkom je dat er 1 of meer cellen >3.65v uitkomen tijdens het laden met een 12v lader nadat je de cellen in hun uiteindelijke configuratie zet, en het actief / passief balanceren van de onderlinge cellen in de 12v configuratie is nodig omdat ze niet uit zichzelf balanceren (itt lood cellen in een akku)

Ik heb weinig ervaring met bottom balancing omdat ik (en ik neem aan de meeste van ons) aan top balancing doen

Ik weet niet wat ze anders doen maar hij heeft het in dat filmpje specifiek over balancing bij bottom gebalanceerde cellen en dat dat dan niet nodig is , en dit moet je niet verwarren met balanceren van top gebalanceerde cellen

@ReneK
Ik ben het vaak eens met wat je zegt, maar niet als het gaat om die EV shunt balance boardjes.

V.w.b. Will Prowse ben ik het wel met je eens. Uit de Youtube filmpjes van Will Prowse is best wel wat goede informatie te halen, maar je moet wel selektief zijn. Hij spreekt zichzelf geregeld tegen. Ook geldt veel van wat hij zegt niet voor LFP op boten.
Op 1 moment prijst hij bijv. met overslaande stem van enthousiasme een active balancer aan en dan een paar filmjes later zegt hij dat active balancing helemaal niet nodig is. Neem het allemaal met een korreltje zout.

Ik denk dat active balancing niet nodig is (alleen initiele top-balancing) als de laad/ontlaad cycles (bijv. dagelijks of 2-daags) tusssen 10-100% Soc liggen. Heel kleine verschillen in cell spanning worden bij elke cycle door de BMS (of shunt balance boardjes zoals van EV op elke cell) opgeheven als je dicht bij de 100% Soc komt. Op die manier dus geen cumulatieve afwijking. Dit gaat op voor veel toepassingen zoals EV's en domestic solar systems e.d., maar niet voor boten.

Ik heb een tijdje geleden met EV-power contact gehad hierover. Ik ontving de volgende email:

The balancers will keep a balanced battery balanced.
They will only balance an unbalanced battery over a number of charge discharge cycles.
Thanks.
Regards, Rod Dilkes
EV Power Australia Pty Ltd

Lees voor "a number of cycles" maar gerust "many cycles".
En bij elk van die vele cycles grijpt de BMS in als de cellspanning 3.7V bereikt. Lijkt mij niet wenselijk.

Zie ook mijn post hierboven: top balance vaker nodig

Op boten zijn de cycles veel onregelmatiger, voor lange periodes maar tussen 20-80% Soc en vaak onvolledig met periodes dat de accu's misschien wel weken op 60% SOC blijft staan. Gerarandeerd dat na verloop van tijd dan onbalans ontstaat, zelf ervaren. Ga je dan proberen tot 100% Soc te laden, dan kun je uitschieters krijgen als de laadspanning boven 13.8V komt. Het cell voltage gaat dan binnen minuten door het plafond. en de BMS schakelt de lader af. De BMS of passieve balancer boardjes hebben in die paar minuten niet de tijd gehad om hun werk te doen. Na vele cycles komt het misschien goed, maar dat kan heel lang duren, omdat in rust de verschillen niet waarneembaar zijn, alleen tijdens laden tot bijna 100% SOC.

Nog even wat cell balance voltages uit de datasheet van de active balancer (5-8A), die ik elk moment hoop te ontvangen.

Als ik dit resultaat krijg zal ik heel tevreden zijn.



Met mijn huidige active balancer boardje (max 1.5A balance stroom) lukt het ook, maar het duurt veel langer.

@Walt

Ik vind het niet erg erg als mensen het met mij oneens zijn zolang het maar op eigen ervaring gestoeld is en niet komt van en of andere halve kennis gedeeld door een YouTube meneer waarvan idd niet alles 1 op 1 toepasbaar is op onze manier van gebruiken

Ik heb echter een andere ervaring met deze bordjes als jij ? Ze hebben onze set prima gebalanceerd gehouden de laatste 18 maanden , ik denk zo’n 50-60 cycles ,en ze hebben geen enkele keer ingegrepen omdat 1 cel uit de pas liep. vandaar dat ik ze voor ‘ons’ gebruik wel durf aan te raden , en in deze toepassing (eenvoudige installatie zonder poespas) krijg je er ook nog een deel beveiliging bij

Inmiddels is de boot incl lithium set naar een andere eigenaar en ik heb nog niets gehoord van problemen
Anyway , ik hoop dat de nieuwe balancers het voor jou beter gaan doen en ben benieuwd naar je ervaringen

Elders worden de boards wel PCM genoemd; protection circuit module. Er zijn er honderden van te koop met variërende specs. Ik heb deze: Klik

Ongebalanceerde cellen doen er inderaad enkele cycli over om gebalanceerd te raken. Daarom balanceer je de cellen voordat je ze in gebruik neemt. Enkel de ontstane onbalans in de cycle hoef je weg te balanceren. In de praktijk is dat naar mijn inschatting secondenwerk met mijn balancer boardjes. De 1,4A balncerboardjes zijn er voor al de batterij sleets word en er meer onbalans ontstaat. Met een fikse balanceerstroom zorg je er voor dat het niet van kwaad tot erger gaat.

@ReneK
Oh, ik geloof graag dat het voor jou werkte, maar misschien omdat je doorgaans (of vaak) tot 100% Soc laadde? Dan geldt wat in de email van EV Power staat, dat de shunt balancers een balanced accu balanced houden. Dus voor lichtelijk “hoge cellen” kleine stroompjes door de shunt bij laden tot bijna vol. Misschien bij wonen aan boord goed haalbaar. Maar als je zelden tot 100% Soc komt, misschien door over accu capaciteit en/of onvoeldoende laadvermogen dan gaat een onbalans ontstaan. Die is dan moeilijk weg te werken en maakt een active balancer met flinke capaciteit een betere oplossing.

boarderbas schreef :
Maar hierbij geldt toch ook dat je tot 3.6V moet laden voordat er iets gebeurt? Doe je dat bij elke cycle, dan zullen kleine verschillen netjes weggewerkt worden en bouwen er geen grote uitschieters.

Wat rekenwerk geeft vaak een reëele kijk op de materie.
Wij ontladen/laden 70% van onze 300Ah accu. Dat is 210Ah. Bij mijn 6 jaar oude accu zie ik ongeveer een half uur met een passieve belancer die 1A doet aan benodigde compensatie . Dat komt op 0,24%. van het totaal aantal Ah’s. Mat deze actie verstook ik maximaal 0,5 x 6 volt = 3Wh aan energie. De balancers verstoken alleen energie op de snelste cellen. Die 3Wh is 0,12% van de totale geladen energie. Niet echt iets om me over druk te maken.
Stel we balanceren niet. Bij de zelfde accu en een seizoen van 20 keer laden/ontladen. Zelf doen we bijna 90 cycles per jaar. Maar 20 keer lijkt een heel gemiddeld gebruik. Totaal is er dan een verschil tussen de zwakste/sterkste cel van 10Ah ontstaan. De nuttige accu capaciteit is dan nog 200Ah. Ook niet echt rampzalig. Als je dan 1 maal per jaar handmatig balanceert is dat ook een prima praktijk. Laat je dat handmatige balanceren drie jaar achterwegen dan word de nuttige capaciteit 180Ah. Dat is dan best wel wat. Je loopt dan de kans dat je 1 van de cellen over de voltage grens trekt..

@Walt

Wij probeerden wel regelmatig tot ‘vol’ te laden , in ieder geval tot boven 3.5v per cel
Dit lukt soms wel (1x in de week) en soms niet , dus tussen de 1x per week en Max 1x per maand ? Ik geloof niet dat we langer dan 1x per maand geweest zijn zonder helemaal een keer vol geweest te zijn

Ik weet niet of het wat uitmaakt , maar dit was met 12x 200Ah GBS cellen die allemaal een eigen bordje hadden

WaltB schreef :
Maar;
qdwx schreef :
Als je niet tot >95% SOC laad heb je geen voltage referentie om je balancing op te baseren.

Ik ben bang dat ik niet begrijp wat je bedoelt. Kun je dat wat nader verklaren? Het gaat bij balancing alleen om onderlinge verschillen tussen de cellen.

WaltB schreef :
Om te kunnen balanceren moet je de SOC van de afzonderlijke cellen weten / bepalen. Immers de vollere cel moet langzamer geladen worden om ze gelijk/in balans te trekken. Zoals ik en anderen in dit draadje al eerder schreven kun je alleen van een (bijna) lege of volle cel de SOG bepalen.

Ik blijf Nordkyn toch wel de ‘gouden standard’ vinden vwb uitleg en info

Daar heb ik eindeloze discussies over gehad met Peper. Maar hij ging niet overstag. Had m eigenlijk al wel verwacht onderhand in dit draadje.
Overigens laad ik mijn lihiums tot 4.2 volt... ( De tekst "lithium" is niet correct in de quote)

3Noreen schreef :
De balancer heeft geen weet van SOC maar kijkt alleen naar voltage verschillen tussen cellen. Maar SOC is inderdaad moeilijk nauwkeurig te bepalen a.d.h.v cell voltage. Alleen bij 3.65V weet je dat SOC vrijwel 100% is. Pas in dat laatste stuk van de laadkromme wordt door de voltage verschillen duidelijk of er een onbalans is en kan de balancer actief worden. De SOC als zodanig is niet een criterium voor balanceren. Mijn active balancer gaat ook energie overhevelen als 1 cell 3.3V is en een ander 3.4V. Alleen komt dat niet vaak voor, tenzij je 1 cell geforceerd ontlaadt of 1 apart laadt.

WaltB schreef :
Een verschil van 0,1 volt dus. Maar dan gaat jou balancer de cel met 3,4 volt belasten. Wat gebeurt is de cel spanning daalt direct. Gevolg de spanning is weer gelijk en actieve balancer stopt direct weer.

Is behoorlijke complexe electronica hoor, die actieve balancing. alle cellen zitten op een ander spanningsnivo, dus moet het allemaal onderling geïsoleerd worden. En veel bekabeling. Alles moet dan weer via trafootjes en geschakeld. Dat geeft ook veel meer EMC problemen, wat je dan weer hoort op je marifoon als je pech hebt.

Met als enige voordeel dat je geen lading wegstookt als warmte. Wat op zich wel een goed streven is.

Een fet openzetten die een weerstand inschakelt is m.i. toch veel beter dan.

3Noreen schreef :
Inderdaad bij 0.1V begint balancing en stopt wanneer het verschil <30mV is. De cell dicteert het voltage.. De ontvangende cell komt pas op 3.4V nadat voldoende charge is ontvangen. In dit voorbeeld kan dat zomaar een uur duren. Het balance indicatie ledje gaat uit als hij klaar is.

Edit: de ontvangende cell komt natuurlijk niet op 3.4V maar ergens halverwege.

wat makkelijk allemaal

Ber schreef :
Alles kun je heel ingewikkeld maken. Maar dat hoeft helemaal niet.
Bas zijn voorstel staat nog strak overeind. Wat ik hier in mijn laatste bijdragen schrijf is daar slechts een onderbouwing van. Kun je als gewone gebruiker direct weer vergeten. Tenzij je jezelf druk wenst te maken over een verlies van 3Wh op het laden van een accu van 2730Wh.