Onderwerp: Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers

Peper schreef :
Op het puntje van m’n stoel!

Klopt, maar dat bij belasting de cel er net zo lang over doet om 'leeg' te raken als daarvoor betekent wel dat er geen verandering in capaciteit is opgetreden.
Groeten, Peper.

Zeilprutser schreef :
Om iets te weten te komen over de levensduur in cycli van LiCo accu's kun je met een paar timmermannen in de bouw een praatje maken. Dan kom je er snel achter hoe het in de praktijk werkt. Bij het bouw timmeren worden die accu's dagelijks een aantal keren geladen/gebruikt. Na een paar jaar willen ze heel graag weer nieuwe accu's omdat de oude te weinig capaciteit over hebben. Je zult dan ook te horen krijgen dat tot de laatste snik leegtrekken geen goed plan is. Dan heb je na een maand een accu waar je 5 schroeven mee kun indraaien.

Houdt je met deze uitspraak wel rekening dat die timmermannen geen LiFePO4 accu's gebruiken maar LiCoMn! Een vergelijking van de levensduur tussen deze twee systemen gaat niet op.
Groeten, Peper.

3Noreen schreef :
In de bouw zitten 180 werkbare dagen per jaar (zonder bij beunen op zaterdag en zondag met spullen van de baas) 3x opladen per dag zijn 4 ontlaad cycli na 3 jaar stuk is toch 2160 volledige rondjes.

Stel je zit 50 dagen per jaar aan boord en dan verbruik je 40% van de stroom.

Als we veilig interpoleren dan gaan met 50% ontlading de accus 2x zolang mee dus 4000x. delen door de 50 dagen zou een levens duur van 80 jaar zijn. Als het interpoleren niet veilig is dan is het de helft is 40 jaar. bij 100 dagen zit je op 20 jaar voor LiCoMn accus

Natuurlijk is bovenstaande voorbeeld how to lie with statistics maar maak wel duidelijk dat een levens duur van een paar jaar zomaar end of life van de accus is bij hoog cyclisch gebruik. Zeker als je bedenkt dat het laden en ontladen met 1 tot 2C van de accu plaats vind. Bij mijn machinetje kan ik full pull 30 min gaten boren/ schroeven. De tweede accu is in 20 min compleet.

Het ging me vooral om een real life voorbeeld waarin de volgende ervaaring opgedaan is.
3Noreen schreef :

3Noreen schreef :
In de machines zit tegenwoordig een afschakeling als de accus's te leeg zijn. Voltage on waarde x en de machine doet niks meer (hooguit 3 sec draaien tot de spanningsval tot stand komt).

fer2nand schreef :
Dus wat een BMS ook doet in geval van onderspanning.

Eens met zeilprutser. Het begint de wetenschappelijke diepgang te krijgen van een infomercial. Snijdt een LiFePo4 ook komkommers in vrolijke spiralen die je feestjes opluisteren?

Ik wil best wat aannemen, maar het vermeende "meetlab" begint nu wel een erg vaag ding te worden. Ik ken geen labs die zo te werk gaan. Ik heb heel wat research uitbesteed aan verschillende labs op het gebied van materiaalonderzoek en zelfs korte trajecten lopen al snel flink in de papieren omdat onafhankelijke labs grondig zijn en nauwgezet documenteren; dat is hun bestaansrecht.

Het zou toch maf zijn als zo'n lab vanalles roept zonder voorbehoud, onderbouwing, grafieken en gebaseerd op N=1.

Het herstel van een ontladen LFP-cel

De geheel ontladen cel is in eerste instantie weer geladen zonder een capaciteitsmeting om te zien of deze zich zou herstellen. Zou de cel zich niet herstellen, dan is de meetwaarde van een capaciteitsmeting heel makkelijk: 0Ah.
De betrokken cel is weer geladen tot 3,4V en blijft netjes op spanning. Voorafgaand aan de test is er een berekening gedaan naar de capaciteit van de cel. De formule daarvoor wordt gevormd door de stroom te turven gedurende de tijd van de ontlading van 3,4V (100% SOC) en het bereiken van 3,0V over de cel (30% SOC). Zou de cel de nominale capaciteit van 180Ah hebben, dan ligt tussen 3,4V en 3,0V ongeveer 70% van die nominale capaciteit en dat is 126Ah, met de nadruk op ongeveer.
Bij het volgen van een ontlading en het meten van het capaciteitsverbruik door een belasting weerstand blijkt deze capaciteit op 80Ah te komen in dit gebied. Teruggerekend houdt dit in dat de cel nog maar 120Ah aan capaciteit heeft. Dit werd berekend voordat de diepontlading werd begonnen.
Twee cycli na de diepontlading wordt weer een capaciteitsberekening gedaan. De cel is ontladen via een ‘current sink’ die een constante stroom van 45A door de belasting weerstand laat lopen. De ontladingstijd is 2 uur tussen de 3,4V en 2,8V. De SOC bij 2,8V is ca 25% en zou voor de nominale waarde van 180Ah van de cel 45Ah bedragen maar zou voor deze cel van 120Ah 30Ah bedragen. Bij een belasting stroom van 45A in twee uur wordt er 90Ah aan lading onttrokken en blijft er nog 30Ah over. Dit betekent dat de cel 90Ah plus de restcapaciteit van 30Ah kan opslaan en dat is gelijk aan de capaciteit bepaling (je mag dat geen meting noemen, want dat is het officieel niet) die er voor de diepontlading is gedaan. Er is daarmee geen capaciteit teruggang van de cel opgetreden. Nu voldoet de cel niet meer aan de oorspronkelijke spec’s en daarmee is de meting niet representatief, maar er kan wel worden geconcludeerd dat een totale ontlading van een ‘kapotte’ LFP cel, deze de cel niet nog ‘kapotter’ maakt.
Het lijkt dus toch zo te zijn: LFP cellen zijn niet kapot te krijgen of in elk geval niet ‘kapotter’ dan deze al was. Ja, n=1 en wie er aan twijfelt mag zelf een goede LFP cel tot 0 ontladen om het tegendeel aan te tonen. Verder bevestigd deze bevinding de opmerking van Sunday waarbij hij aangeeft dat zijn LFP accu’s na de diepontlading beter waren dan voor de diepontlading.
De cellen worden nu verder ingezet bij metingen met betrekking tot de individuele cellader. Het verschil in capaciteit zal niet worden opgeheven omdat dit juist de zwaarste opgave oplevert voor de cellader.

Het teruglopen in capaciteit van LPF accu’s is meestal het gevolg (maar niet altijd) van het losraken van de ‘pouches’ van de ‘bus’ in de cel. De nominale capaciteit van de cel was 180Ah en is nu ca 120Ah. Zou de cel zijn samengesteld uit 3 pouches van 60Ah parallel, dan betekent het losraken van één van de pouches een verlies van 60Ah aan capaciteit. Dit is in overeenstemming met de bevindingen op het testlab.
De betrokken cel is de cel waarbij er een verschil in spanning werd geconstateerd indien er op een andere plaats op de accupool werd gemeten. Deze accupool blijkt los te zitten. Dit werd ontdekt bij het afwisselend parallel en in serie zetten van de cellen. Het kan zijn dat het bewegen van de bus-rail door de druk van de meetpen, het slechte contact tussen pouch en bus maakt en verbreekt en dit zou de verklaring kunnen zijn voor de wisselende spanning. We gaan dit pas weten na een ‘LFP cel autopsie’.

Groeten, Peper.

Aan: wadnwind
Oud onderwerp alternators en LiFe

In theorie ben ik het helemaal met je eens nagenoeg nul ohm. Maar in de praktijk heb je ook weerstand in kabels, connecties, hoofdschakelaars, dit allemaal bij elkaar opgeteld toch iets meer dan nul ohm. En zoals je weet gaat dit over alle positive en negative kabels bij elkaar opgeteld. In het verleden als ik een 15/25 kwadraad kabel zag aan een alternator was het advies direct vervangen voor 35/50 kwadraad. Nu met LiFe, mits het niet echt dun is voor brandgevaar, laat maar zitten en beetje voltage drop/ weerstand kan toch geen kwaad.

3Noreen schreef :
aan 3Noreen,
Ik zie over de vele onderwerpen op het forum dat je goede technische kennis van vele zaken hebt.
Toch wil nog even terug komen op het onderwerp alternators en LiFe.
Ik ken vele installaties die niet stuk gaan.
Bij jouw 3 alternators stuk, ik heb zeer sterk het vermoeden waar dat aan heeft gelegen en welke fouten er zijn gemaakt.
Maar ik kan je niet op de fouten wijzen die er gemaakt zijn omdat je de door mij gevraagde technische gegevens niet deelt, en afdoet als niet relevant, het is mij een raadsel waarom.

In de bijlage staat een test hoe je temperatuur goed kunt beheersen met goede regelaars.

Uitleg over de test.
In de bijlage zie je ast regels deze betekenen:
AST /tijd / voltage/ ampere de accu in/............................15000/ ... / accu temp /alternator temperatuur/.................laaste getal(%van Field aansturing)

In het begin van deze test staat alternator temperatuur op 60graden

Je ziet dat als ie iets over de 60graden gaat de amps/volt/field aansturing terug regelt maar nooit meer dan 3 graden overschrijdt.
Dit proces is zelf lerend
Maar je ziet een zeer betrouwbare temperatuur regeling.
De negatieve amps die je ziet is het actuele verbruik aan boord.

Halverwege in de test verander ik de instelling naar 66 graden.
Gebruikte regelaar in deze test:
arduinoalternatorregulator.blogspot.co.id/
Met deze setup waren je alternators zeer waarschijnlijk NIET overleden.

Ik zie dat je handig bent met grafiekjes, misschien beter leesbaar voor forumleden om dit in een grafiek te zien.
Of een ander forum lid hier handig in??

onderzijde grafiek tijdlijn en dan 4 lijnen, temperatuur, amps, field aansturing, volt.

kees39 schreef :
Ja, de door mij voorgestelde extra serie weerstand kan natuurlijk op meerdere creatieve wijze gemaakt worden, zo ook in de bedrading.
Maar om nu 60A door een 4mm2 of 2,5mm2 te doen lijkt me toch wel wat veel warmte geven, waar de PVC isolatie vast niet tegen kan. Je moet dan al iets hebben als glasvezel-siliconen draad uit broodroosters en kachels of teflon draad.

De meest voorkomende oorzaak van brand is elektrisch. Iedereen mag doen wat hij wil, maar bezint eer ge begint.

kees39 schreef :
Wat voor mij ontbreekt bij jou cijfers, is het type accu en capaciteit. Ik zie dat de spanning heel snel stijgt tot boven de 14V. Als hier sprake is van een LFP accu is de SOC al dicht tegen de 100%
De door mij ervaren problemen zullen zich alleen voordoen bij een thermisch volledig ontwikkeld systeem waarbij er dan nog sprake is van een accu die een SOC < 80%. In Jip en Janneke taal na minstens een uur op de motor varen, dus niet alleen stroom draaien, en een dan nog niet opgeladen LFP accu met een spanning van ±13,5 volt.

3Noreen schreef :
Goed dat je brandgevaar aanhaal.
Betreft kabel diktes moet ik misschien wat duidelijker zijn, voor degene die mijn vorige post verkeert interperteren of niet goed lezen.

Ik bedoel dus nadrukkelijk geen 10mm2, zoals standaard op veel Yanmar en VolvoPenta motor installaties.
(aan wadnwind en ook geen 4 of 2mm2, ik dacht niet dat ik dat geschreven had)

Volgens NEN 10133 mag er door een kabel(70graden insulation temerature rating) van 16mm2 90amp en 25mm2 120amp.
Dus voor de meeste alternators is 16 tot 25mm2 binnen de normen.

Kabel diktes worden vaak dikker geadviseerd niet te voorkoming van brand maar om voltagedrop te verlagen.
De kabel die ik gebruik hangt dus van de situatie af, voorheen naam ik een maatje dikker, met LiFe een maatje dunner, maar wel binnen de normen.

Over brandgevaar:
De situaties die ik persoonlijk heb gezien en gelezen, was de oorzaak meestal niet kabeldikte maar GEEN of verkeerde zekeringen.
En veel andere electriche foeuten die gemaakt worden.

Betreft dit onderwerp is het vermelden waard dat er van af fabriek/werf maar zelden een zekering tussen dynamo en de rest van de installatie zit.
Dus niet zon gek idee om dat is te controleren in je eigen installatie!!
Bij een goede installatie zit een zekering dicht bij de dynamo.
Waarom? Zoals je in 3Noreen verhaal leest je dat diodes vaak als eerste stuk gaan. Dit kan in 2 richtingen, onderbroken of een kortsluiting.
Bij een kortsluiting gaan er dus hoge stromen lopen, en met LiFe nog hoger dan voorheen met LeadAcid.

Ja om deze reden heb ik al een uitgebrande machinekamer gezien.
Of geen zekering tussen een 1,5 of 2,5mm2 op een plek waar meerdere andere kabels liepen.
De 1,5 2,5mm2 kabel was toen mooi door de isolatie van de dikkere kabel heen gesmolten. Dat geeft inderdaan brand.
Ohja even verduidelijken dit was niet op mijn eigen boot, of op een boot waar ik advies had gegeven.

Wij hanteerden vroeger 3 tot 4 A per mm2. Inderdaad om het spanningsverlies tegen te gaan.
Bij accubuffer batterij systemen is wettelijk onder klasse maar een verlies toegestaan van -5%

Dat een dynamo vaak niet gezekerd is, is een gotspe, er is technisch geen enkele reden aan te voeren om dat niet te doen. Bij een 60A dynamo kan je rustig een 80A zekering kwijt. Met de verhoogde temp. in een machinekamer gaat dat goed.

Probleem is dat bij elke sinus uit de 3 fasen stator van de dymamo de volle, bijna korstsluitstroom, door de dioden gaat. Ook als je PWM regelt. Elke puls of T-on van de regelaar veroorzaakt gewoon de volle mep door de dioden.
Het gemiddelde kan dan wel lager zijn in de dymamo als 50% PWM doet, maar de stroomflank in de gelijkrichter blijft skyhigh. Een omhmse weerstand blijft dan dus de oplossing.

PWM in een dynamo rotorveld doe je ook weer niet met 150KHZ. Gewoon DC-serie regeling, met dissipatie, blijft mogelijk wel het beste.

In alle gevallen van brand of bijna brand die ik gezien heb, is het terug te leiden tot slechte verbindingen, slecht geperste ogen, niet vast genoeg in de kooiklem etc.
Dus altijd overgangsweerstand. Echte verbrande draden zie alleen bij kortsluiting.

3Noreen schreef :
Ik heb deze test geplaatst om te laten zien dat een alternator zeer goed beschermd kan worden tegen oververhitting, dit in tegenstelling tot wat jij beweert.

Dit om forum lezers een goed beeld te geven van wat technisch mogelijk is, mits de installatie goed is uitgevoerd.

De aangelsoten accus doet in deze test niet ter zaken, dus was die niet vermeld.
In dit geval van deze test was dat geen LFP accu, maar 600Ah leadacid SOC 50procent

Ik wil laten zien dat temperatuur en ook amp begrenzing zeer goed mogelijk is.
Wat je erg duidelijk ziet is dat de temperatuur begrenst kan worden.

Ik wil graag de testgegevens verder uitlegggen
De instelling is in het begin ingeteld als 60graden max als test.
Bij 60graden gaat er geen een alternator stuk.

0.01 Je zit de alternator 35 en de 15 verbruik= ongeveer 50 amp leveren
0.02 ampsgaan naar 50-55 +15= 65-70amp
0.12 temperatuur is 63graden en amps worden zeer hard terug geregeld tot zeer weing amps, maar wordt neit afgeschakeld, dat zie je aan de field%
0.16 temperatuur is 59graden amps worden weer verhoogd naar alternator output 65amp maar het field wordt al neit meer zo hard aangestuurd in field%, gedeelte van et zelflerend proces.
0.23 temperatuur is 62 graden en amps worden weer terug geregeld.
0.30 temperatuur is 59graden en amps worden weer opgevoerd
0.40 temperatuur is 62 graden amps gaan weer oplaag

Deze 60 graden heb ik gekozen als test, dit is natuurlijk belachelijk laag
Hier wordt de temperatuur instelling verhoogt naar 66 graden

0.01 amp output 65 Amp
0.08 temperatuur 67graden amps worden teruggeregeld
0.12 amps gaan weer omhoog maar duidelijkis te zien dat het field minder hard wordt aan gestuurd 70%
0.23 amps weer omlaag
De alternator wordt niet uitgeschakeld zie de lage field output

Als je de test langer doet wordt de regeling beter.(zelflerend)

Ik denk dat jij een nog betere regeling kunt maken, die minder hard de amps terug regeld en toch niet de temperatuur overschrijd.
Download de source code, processor is Ardruino daar ben je bekend mee lees ik in andere posts en herprogrammeer deze en maak je eigen nog betere regeling.

Maar in ieder geval gaan bij deze regeling jouw alternators niet stuk.
Zoals je zelf al aan geeft, het probleem is ""thermodynamisch probleem"" dus zorg voor een goede regeling.

In deze test was er geen begrenzing voor amps in gesteld, voor de meeste installaties is alleen temperatuur regeling voldoende.
Maar het is ook mogelijk om als extra veiligheid een amp begrenzing in te stellen.

kees39 schreef :

WADnWIND schreef :
Ik ben het met je eens dat de temperatuur harde omhoog gaat bij LFP dan lead acid.
De alternator zal ook niet de maximale stroom kunnen geven, dat geef ik al aan in mijn eerste post.
Mogelijk door het effect in de diodes wat jij beschrijft.

Maar met goede regeling gaat er niet iets stuk!!

Dit is niet in theorie maar wat ik in de praktijk zie.
Zoals ik al eerder noemde alle beetjes R in kabel, schakelaars, en ook de wikkelingen van de alternator zelf, begrenst de amp al een klein beetje de rest doet de regeling.

De veroozakers van brand heb je helemaal gelijk in dat viel bij onder kopje wat ik nogal meer zie.
Een handigheidje wat ook de doe het zelver kan toepassen is om met een infraroodthermometer(10us ebay) eens over al die kabelogen te gaan waar de krimpkous zo netjes overheen zit.
Wat daaronder zit, zie je niet maar vaak wel is daar een verhoogde temperatuur te zien.
En niet te vergeten die krimpkousjes die te ver door lopen op de persterminal en dan half tussen het raakvlak zitten

3Noreen schreef :
In deze test ging het om de temperatuur regeling te laten zien.
Maar als je vraagt krijg je de antwoorden.

kees39 schreef :
Je test komt mij over als off topic. Ofwel not within the bounds of the current discussion. Je schrijft dat ik iets fout doe met mijn LFP en wil dat aantonen met een test met loodaccu's.

3Noreen schreef :
Om de temperatuur regeling te laten zien is het type accu niet belangrijk. Wel zal met LiFe die temperatuur sneller worden bereikt. Maar om je te overtuigen dat voor deze regeling geen verschil is zal ik een lograpport met LFP plaatsen, gaat wel even eentje overheen.

Stel je hebt een klein kajuitzeilbootje van 17 voet, zoiets als een Lanaverre L17. Dan kun je daar een leuke Honda 2,5pk 4 takt achter hangen voor de hulp aandrijving. Die zijn lekker rustig, ze stinken hoogstens iets.
Je kunt er ook '80 ponds stuwer' achter hangen in de vorm van een Minn Kota en dan vaar je nog stiller en zonder stank.

Voor de 80lbs stuwkracht werd mij gevraagd een 12V LFP accupack te maken, dat v.w.b. de energieopslag equivalent moest zijn aan een 100Ah lood zwavelzuur accu. In LFP betekent dat ca 70 tot 80Ah aan capaciteit.

Voor de uitvoering van het pack ben ik teruggegaan naar de WnW uitvoering van onbrandbaar Trespa met de houten hoekprofielen volgens Jerry. Er worden geen balancers of lader ingebouwd om het geheel zo eenvoudig mogelijk te houden en er wordt een secuur afgeregelde SMPS voeding gebruikt om thuis te laden. (IP20 kun je beter niet mee het water opnemen!)
De accupolen zijn van RVS M6 met RVS vleugelmoeren en tegenover elkaar iets onder de bovenrand gezet zodat sluiting maken met een bahco of schroevendraaier op zijn minst moeilijk wordt. De plus accupool is op de rode zijkant en de min daar tegenover op de witte zijkant.

Met 6 kwadraat worden de cellen in serie gezet. Er is ruimte om een 60A smeltveiligheid in de accubak op te nemen, maar dit wilde de klant niet. De M6 accupoolbouten zijn in de Trespa wand getapt. Een kofferdraagriem completeert het geheel en de 10kg accu kan over de schouder worden meegenomen naar de boot.
Andere mogelijkheden voor een 72Ah accupack:
Service accu aan boord,
Noodaccu voor kritische systemen,
Accu voor een kleine EBBM.

Groeten van uw accubakkenbakker: Peper.

Mooi klein accutje. Waarom geen anderson stekers als verbinding. 1 mannetje op de accu en twee vrouwtjes 1 voor de motor en 1 voor de lader. Met die vleugel moeren is het straks ook de start hulp. Caravan accu etc.

Heb je ook overwogen om een stukkie modelbouw electronica in te bouwen als accu monitor. Natuurlijk met alarm voor low voltage.
Zoiets voor 2 euro