Onderwerp: Lithium accu's op Saila

Dank Sjoerd, ben niet echt in de buurt en nog in de denkfase om dit aan te pakken.. groet Mart

Mart schreef :
Nee, dat is nog nooit gebeurd en gaat - als het goed is - ook niet gebeuren omdat (zoals ReneK hierboven goed beschrijft) onze laders (MassCombi, Victron MPPT en Macplus) stoppen met laden als de LFP accubank 'vol' is. Het afschakelen door ingrijpen van het BMS is een laatste redmiddel om de LFP cellen te beschermen.

Mocht dat gebeuren dan heb je ook gelijk het - in mijn ogen - grootste nadeel van de zogenaamde 'drop-in replacements' te pakken: die hebben doorgaans geen aparte laad en load aansluiting waardoor de accu bij afkoppelen ook geen stroom meer levert aan je boordnet. In de praktijk zal dit afschakelen bij een goed ontworpen laadcircuit niet plaatsvinden, dus dit nadeel is heel betrekkelijk (maar niet nul).

Wij hebben ons behoorlijk in de materie verdiept voordat we overstapten op LFP, maar juist de drop-in replacement LFP accu's zullen ook door minder goed voorbereide zeilers worden gebruikt die aan de laadkant misschien steken laten vallen. Dan kàn het gebeuren dat de accu zichzelf afkoppelt en je - als je geen startaccu hebt om op terug te vallen - even helemaal zonder stroom zit. Je drop-in accu zal in principe niet kapot gaan omdat je niets kunt verprutsen aan de zelfbescherming door het ingebouwde BMS.

Daarom raad ik toch drop-in replacements aan voor zeilers met weinig tot geen kennis van en interesse in lithium accu's. Bij een zelfgebouwd systeem met losse cellen en BMS kun je als je - met name aan de laadkant - iets fout doet je kostbare cellen in no-time vernielen. Dat dure leergeld is door menig zeiler betaald. Zo hebben beide systemen hun voors en tegens.

@Hans ik vind jouw hybride oplossing met de dynamo gebufferd met de startaccu juist een hele mooie tussenweg tussen pure drop in LFP, waarbij ik een aantal situaties voor ogen zie waarin je als niet al te (electro-)technisch onderlegde zeiler een serieus probleem hebt. Vandaar mijn vragen naar jouw real life ervaringen. Ik kan me voorstellen dat met je opstelling met behoorlijke marges je eigenlijk bijna nooit in de problemen komt.

Mart schreef :
Het BMS doet in principe niets (beperkt dus ook niets), de Macplus (en MPPT en Masscombi) stoppen met laden als de LFP bank 'vol' is. Alleen als met die laders iets gruwelijk mis mocht gaan grijpt het ingebouwde BMS in (door afkoppelen via het ingebouwd relais) en alleen dàn is het handig dat de startaccu de spanningspiek opvangt zodat de gelijkrichters van de dynamo heel blijven.

Mart schreef :
Wat bedoel je precies?

Mart schreef :
Het afkoppelrelais zit in de accu ingebouwd en wordt (als laatste redmiddel) aangestuurd door het eveneens ingebouwde BMS. Nogmaals, bij een goed doordacht laadcircuit zal dit in principe nooit gebeuren omdat de laders stoppen met laden voordat deze overlaadbeveiliging in zou moeten grijpen.

Mart schreef :
Ik snap niet hoe een liermotor bij een 'leeggedronken' LFP bank een spanningspiek kan veroorzaken. Kun je verduidelijken wat je bedoelt?

@mart
Ik gebruik voor zowel start als anker lier nog een ‘gewone’ AGM Akku als buffer en om niet met heel lange en heel dikke kabels te hoeven werken

Deze AGM’s fungeren ook als buffer tegen spikes

@ Hans, sorry als ik onduidelijk ben, komt ook omdat ik me probeer in te lezen in deze materie en ik ben geen technicus...
1. Ik begrijp ervan dat het BMS door de stroom te beperken ahw aan de laders laat weten dat de LFP vol is, zodat ze stoppen. In een loodzuurlaadstramien zouden ze anders doorladen toch, op basis van de voltages? Of heb jij de laders zelf ingesteld op een 'veilig' LFP stramien?
2. Daarbij ga ik er vanuit dat het Sunbeam BMS de stroomopname geleidelijk dichtknijpt als de accu bijna vol is en niet plotsklaps, om daarmee de karakteristiek van een loodaccu na te bootsen (maar dat krijg ik desgevraagd niet echt terug van Sunbeam)
3. Nordkyndesign adviseert een dual-dc-bus systeem, waarbij een extern relais schakelt of ontkoppelt tussen charge, load en batterij. Een variant is een extern relais dat de startbatterij als buffer inschakelt bij vooraf gedefinieerde 'events'
4. Mijn interpretatie van Nordkydesign: "The disconnection of a powered inductive load results in a reverse (i.e. negative) voltage spike (also known as back-EMF) produced by the collapsing magnetic field. The amount of energy released is proportional to the square of the intensity of the field, so the primary offenders are high-current devices like winches, windlasses or starter motors."

Ik snap ReneK dat hij zn ankerlier ook buffert met een loodaccu, dat zou mij in combinatie met de Sunbeams een rustig gevoel geven.

Een bms in een drop-in is relatief maar een dom ding. 1. Het spanningsniveau vd individuele cellen wordt bewaakt. 2. Iets met Celbalancering. 3. Cut off in geval van high of low voltage. Afhankelijk vd uitvoering beperkt de bms iha de maximale laad/ontlaadstroom. De lader zal op basis van zijn eigen spanninsmeting en ingesteld laad logaritme proberen de batterij te laden.

Met andere woorden, deze bms zal niet communiceren met je laders ten aanzien van de gewenste laadspannimg, maximaal toelaatbare laadstroom, etc... Wil je dat wel dan kom je uit bij de systemen met iha een externe bms, welke bv via de Canbus met de communiceert met de laders/verbruikers en beschikt over allow to charge/discharge relays.

Klaaskootstra schreef :
Er moet toch iets gebeuren in de Sunbeam BMS, of zou het zijn dat de aanpassingen die Hans aan de laadprofielen heeft gedaan in combinatie met de relatief grote LFP ervoor zorgt dat er geen overcharge ( te hoog voltage, floaten zonder load etc) plaatsvindt, ten minste niet langdurig? Hans wat zegt Sunbeam over de verschillen die jij in de App vond over de verschillen tussen de 3 LFP ACCU's?

Als je het maximale laadvoltage van de lader instelt onder de cut off van de bms,
dan zal de lader stoppen met laden voor de bms het hoofdrelais opent.
In de praktijk zal dit wel werken totdat het bms het relais opent omdat de cellen in onbalans raken en een vd cellen voortijdig aan de max zit.

Of dit kan gebeuren hangt dan weer af vd kwaliteit vd gebruikte cellen,
Methode waarmee de cellen gebalanceerd en de relatie tot het laadprofiel en balancering,
Daadwerkelijk laad en ontlaad stromen, Etc...

Mart schreef :
Als je op dit moment overweegt om zelf iets te installeren is goed inlezen heel verstandig. Mastervolt heeft in het niet zo verre verleden aan haar dealers aangegeven dat ze niet zo happig zijn op de verkoop van hun LFP accu's aan doe-het-zelvers. Er ging blijkbaar teveel mis (of ze waren daar bang voor). Op dit moment vereist de overstap op lithium nog wel enige kennis bij de schipper. Uit mijn projectverslag zal je duidelijk zijn dat dat wat mij betreft in mindere mate maar óók bij de zogenaamde drop-in replacement LFP accu's geldt.

Mart schreef :
De BMS-en die ik ken voor aan boord regelen niets, die koppelen de (ont)laadstroom domweg af als de cellen beschadigd dreigen te worden. Dat is een laatste redmiddel waar je geen gebruik van wilt maken als 'regelmechanisme' voor je laders.

Het enige wat BMS-en soms doen - zoals Klaaskootstra al schrijft - is het beperken van de maximale (ont)laadstroom (onafhankelijk van de SOC van de accu) en het balanceren van de cellen.

Als je overstapt op lithium is het belangrijk om afscheid te nemen van het 'loodzuur denken': LFP accu's hebben geen meertraps laadalgoritme nodig. Een LFP accu kun je van leeg naar vol een vaste laadspanning aanbieden waarbij je het laden stopt (door laadspanning te onderbreken of voldoende laag te maken) zodra de accu 'vol' is. Het heeft geen zin voor een BMS om de lader tegen het einde van het laden 'rustiger aan te laten doen'.

Mart schreef :
Ik heb de ontwerper van de SUNBEAM accu gevraagd naar details over het BMS maar die wilde hij uit concurrentieoverwegingen (kopiëren) niet vrijgeven. Dat de accu een loodzuuraccu nabootst qua laadgedrag is onwenselijk, een groot voordeel van LFP is juist dat laden veel efficiënter gaat doordat alle lading er even makkelijk (en zonder noemenswaardig verlies) in gaat. Ik heb dit 'terugregel gedrag' zelf ook niet gezien.

Het drop-in concept houdt in dat je de LFP in een loodzuur setting kunt aansluiten zonder dat de LFP accu daarvan beschadigd raakt (met uitzondering van de pulserende egalisatiespanning op sommige loodzuurladers).

Mart schreef :
Als ik zelf een LFP bank had gebouwd was dat ook op basis van gescheiden laad en load bus geweest. Het geeft de optie om de laad- en verbruikerskant afzonderlijk te schakelen. Maar nogmaals, het risico dat een drop-in replacement LFP zich afkoppelt en je hele boordnet tijdelijk zonder stroom zit is bij een goed ingestelde laad setup met kwaliteitsladers nihil. Zolang de dynamo, MPPT of walstroomlader actief zijn zullen die veelal de spanning op peil kunnen houden waardoor je niet merkt dat de LFP accu zichzelf beschermt tegen overladen. Dus het rampenscenario dat je door een overlaadbeveiliging in een lastige kritieke situatie plots helemaal zonder stroom (marifoon, plotter, navigatieverlichting) zit is zeer onwaarschijnlijk (maar net als bij een gescheiden laad- en loadbus niet onmogelijk).

Omdat in onze DC-DC setup met de Macplus de AGM startaccu standaard als buffer fungeert hoeft hier niets geschakeld te worden om de dynamo te beschermen.

Mart schreef :
Helder. Wij hebben onze ankerlier gewoon op onze LFP bank staan. Af werf (met loodzuur setup) werkt de ankerlier alleen als de motor loopt (en de dynamo dus stroom levert) en we hebben dit zo gelaten. Het (onwaarschijnlijke maar interessante) scenario dat onze LFP bank tijdens het gebruik van de ankerlier leeggetrokken wordt en zichzelf afschakelt is in onze setup niet zo waarschijnlijk en hebben we nog niet meegemaakt. Met het effect op onze overige apparatuur van de back-EMF spanningspiek als de lier stopt hebben we dus geen ervaring.

Mart schreef :
Ik heb de laders zo ingesteld (waardes staan in de handleiding van de accu) dat de maximale laadspanning ('bulk') onder de spanning blijft waarbij de SUNBEAMsystem LFP overladen zou kunnen worden en de beveiliging in werking treedt. Wij gebruiken een laag ingestelde 'floatspanning' om het laden vervolgens helemaal te stoppen. Of er al dan niet een load aanwezig is maakt geen verschil, de LFP wordt domweg niet verder geladen (laadstroom is nul). Sommige forumleden zijn van mening dat een constante lage (float)spanning toch schadelijk is voor LFP cellen. Ikzelf hoor niet tot die groep en ook SUNBEAMsystem vindt 'floaten' bij lage spanning een prima manier om het laden helemaal te stoppen.



Mart schreef :
Dat heb ik beschreven vanaf het kopje Verklaringen in deze post.

Dankjewel Hans! Lijkt dat je een goedwerkend systeem hebt gemaakt, blijft alleen de vraag of het inderdaad voldoende robuust werkt op de langere duur. Ben benieuwd of loshalen van de 3 accuset en apart laden andere data in de app oplevert..

Hans, ik ben de mastervolt spullen uit je schema aan het bestellen, vraag me alleen af of je met lithium zo'n zware lader nodig hebt? ik wil eigenlijk met 2 accu's werken (dus 200Ah). Zou jij met "de kennis van nu" nog andere apparaten/versies aanschaffen? Biedt Mastervolt CZone nog voordelen of is het beter om juist ieder apparaat zijn eigen functie te laten doen en niet teveel te integreren/ te netwerken?

Mart,
Naar mijn idee, als ik zo vrij mag zijn:
Als die Mass Combi 60 AH laad, heb je in 3,5 uur de accu's vol. Met 30 AH laden in een nacht (7 uur) dus zou lichter kunnen. Die Mass combi is naast lader ook omvormer dus dan moet je ook in een andere omvormer voorzien. Ga ook niet te licht met lader. Ik heb zelf een 90AH lifepo4 pakket (zelfbouw uit winston) met een 5 ah lader en dan moet je indien je dat helemaal verbruikt 18 uur laden (te lang).

Freek

freek1970 schreef : Hi Freek, ik wil starten met 200Ah en evt uitbouwen naar 400Ah.
Gebruikelijk bij lood accu's lees ik dat je met minimaal 10% moet laden, exclusief de verbruikers.
Had daarom een 50A lader in gedachten. Die van Hans is 100A dacht ik op de foto te zien en die zijn nog best duur. Als we na het ankeren met een kwartiertje motoren en de zonnepanelen de zeiltocht naar een haven overbruggen, dan is bij een tot 20% ontladen lithium bank een nachtje laden aan 50A ruim voldoende om die 400Ah (of eigenlijk 320Ah) er weer in te stoppen.

Mart schreef :
Het hangt van je gebruik af , als je veel met walstroom laad kun je met een kleinere laders prima uit de voeten , als je nooit aan de walstroom hangt maar af en toe met een generator laad wil je een zo groot mogelijke lader om generator tijd tot een minimum te beperken

Mart schreef
Ja je komt goed uit met een lader van 50 A bij 400 A (lees krijgt hem altijd in 8 uur vol). Dit is dan de walstroom lader. Let op: er zijn 2 laders in het systeem (eigenlijk 3 als je de mmpt zon ook mee telt) n.l. ook de battery 2 battery lader de mastervolt mac plus dit is waar ReneK op doelt en ik denk dat die bij Hans ook 50 A is. Die laad vanuit je startaccu het LIFEPO4 pakket op.

Freek

@Freek

Ik bedoel dat als je een diesel generator aan boord hebt , het een beetje jammer is dat je een akku lader gebruikt van 50A ipv 100A of meer ?

Dat maakt een enorm verschil in hoe lang je je generator moet laten draaien ( = diesel , slijtage , onderhoud)

Het is natuurlijk voor iedereen anders maar stel dat Mart veel ankert , en af en toe wil bijladen tijdens een korte stop aan een steiger (een uur of 2-3) of een overnachting doet in een haven (8-10 uur) en een 400Ah akku set gaat bijladen met een 20-30A lader , dan ben je nog steeds niet ‘vol’ na 8 uur als je met een vrij lege akku aankomt ?

Bij typisch weekend gebruik en dan een week aan de walstroom zal het niets uitmaken , dan kun je met een kleine lader prima uit de voeten

Rene schreef
Kloptg helemaal Rene, wat ik lees is die Mac Plus 50A dus als je dynamo 120A kan laden doe je dan maar 50A in plaats van 120A das zeker een nadeel. Verder bij 400A past beter een lader van 50A dan een van 30A (Mart sprak in zijn eerste post over een bank van 200A die laad je in 7 u op met 30A...

Freek

ReneK schreef :
Klopt, veel ankeren dat is het plan, aantal dagen kunnen overbuggen op accu en zonnepaneeltjes, liefst zonder stroomdraaien op de motor. Afgelopen herfst een nachtje Stellendam buiten en nacht erna Roompot buiten zonder walstroom. Wel wat gemotord, huidige 200Ah service accuus konden dat net aan. Wel vol in gebruik: nav, stuurautomaat, dieselkachel, koelkast.verwacht met 200Ah Lithium bv 3 dagen voor Vlieland te kunnen liggen, hopelijk kan ik dat straks in de zomer testen..

freek1970 schreef :

Ad Navis schreef
Zoiets dacht ik dus ook al. Dan is die Mac Plus vaak een juiste oplossing in die zin denk ik. Ik heb ook wel andere battery2battery chargers gezien van Sterling Power https://sterling-power.com/collections/battery-to-battery-chargers dan kun je van 12 volt naar 24 of 48 volt zat me wat af te vragen of zoiets handig is omvormen naar 220 v gaat dan makkeljker lijkt mij echter je moet dan voor je apparatuur wel naar 12 v omvormen.

Freek

@Hans, heb jij nog een noodvoorziening als bv een jumperswitch geïnstalleerd tussen je accubanken voor het geval je onderweg bent en je startaccu het niet doet?

Mart schreef :
Ligt aan je vaargedrag c.q. hoe snel je je LFP bank weer vol wilt hebben. De SUNBEAMsystem LFP accu's die wij gebruiken kunnen per stuk zonder probleem 50A aan laadstroom verwerken (max 150A maar dat verkort de levensduur iets). Als je er twee parallel hebt staan zit je al aan de 100A die onze MassCombi kan leveren. Met onze LFP bank (3x 100Ah parallel) is de 100A laadstroom niet overbemeten als je voor vertrek (we laten de LFP bank altijd gedeeltelijk ontladen achter) de zaak snel vol wilt hebben.
Daarnaast heb je het generator argument dat ReneK noemt, maar dat is als ik het goed begrijp bij jou niet van toepassing. Vindt je het prima om een nacht lang te laden dan is een kleinere (goedkopere) lader uiteraard ook prima. Je maakt dan geen gebruik van één van de voordelen van LFP (snel en efficiënt kunnen laden).

We hebben de 12/2500-100 destijds (in onze loodzuur setup) overigens mede gekozen vanwege de ingebouwde omvormer. Die wilde ik een beetje overbemeten hebben.

Mart schreef :
Ik zou als ik nu zou switchen ook serieus kijken naar de Nordkyn Electronics VRC-200 Charge Reference Controller. Voordeel van die route (alternator regelaar) is dat je bij laden op de motor automatisch op verantwoorde wijze het maximale uit je dynamo haalt. Met onze Mac Plus beperken we de laadstroom van de dynamo naar de LFP bank tot 50A. In onze setup werkt dat prima. Bij kleinere dynamo's moet je proefondervindelijk (alternatortemperatuur meten) uitzoeken op welke maximale laadstroom je de Mac Plus instelt.
Ga je voor de VRC-200 dan heb je nog wel een accuscheider (relais of diode) tussen je startaccu en servicebank nodig. Bij de Mac Plus zit die standaard ingebouwd, de Mac Plus kun je simpelweg in plaats van je huidige scheidingsdiode of -relais monteren.

Mart schreef :
Wij hebben onze MassCombi, Mac Plus en shunt in een MasterBus netwerk met een Masterview Easy bedienpaneel verbonden en vinden dat heel handig om de apparaten te kunnen monitoren en bedienen. Daarnaast hebben we een MasterBus USB interface om beide apparaten tot in detail in te kunnen stellen vanaf onze laptop.
Als je eenmaal zo'n netwerk hebt liggen kun je ook allerhande events programmeren waarmee de apparaten elkaar kunnen aansturen, maar van die geavanceerdere mogelijkheid maken wij op dit moment geen gebruik.

Mocht het MasterBus netwerk uitvallen (nog niet meegemaakt) dan blijven de apparaten stand-alone in principe gewoon hun werk doen. Alleen zie je dan niet wat er gebeurt. Aan zo'n netwerk hangt wel een prijskaartje, je kunt zelf het beste beoordelen of je dat ervoor over hebt. Met de Czone modellen van Mastervolt hebben we geen ervaring, maar dat zal ook vast goed werken.

Mart schreef :
We hebben een 1-2-both accuschakelaar tussen onze startmotor en AGM startaccu en LFP-bank gezet zodat we inderdaad in noodgevallen ook op onze LFP-bank kunnen starten. Staan je serviceaccu's dicht bij je startaccu dan helpen goede startkabels ook in geval van nood.