Onderwerp: Dynamo regelaar Lifepo4

Het is en blijft een lastig onderwerp met veel keuzes afhankelijk van de gekozen veiligheid en smaak.

Drop-in replacement lijkt niet te bestaan. Een BMS met cel-balancing wordt angstig over gedaan, omdat er teveel chineese keuze is, complex lijkt en 'wat is ie het niet meer doet?'. En kant en klare oplossingen die alles voor je in 1 keer oplossen worden als te duur gezien.

Pfff.

Zelf ben ik er ook nog niet uit, maar in mijn toekomstige installatie wil ik:

• Geen lood/startaccu
• Zonnepaneel
• Laden op alternator (dus niet opblazen/oververhitten)
• Active cell balancing
• BMS instelbaar zonder obscure 'Chineese' apps voor je telefoon - ook fijn als er een fabrikant achter het product staat zodat je over 10 jaar nog steeds de BMS kunt instellen/uitlezen.
• Mogelijkheid tot 'snelladen' ivm mogelijke overstap elektrische motor (hierbij zal ook het voltage van de bank verhoogd moeten worden

Stel je hebt 16 LFP cellen in serie.
Dan heb je 17 draadjes nodig om elke cel aan te sluiten op een ladertje met een zwevende (ook wel geisoleerde) uitgang.
De ladertjes zijn ingesteld op een maximale laadspanning van 3,45V. Dan kun je daar niet boven komen en een LFP cel dus ook niet overladen.
De ladertjes leveren 9,5A maximaal als de laadspanning voldoende hoger is dan de momentele celspanning. Bij een Ri van 0,004 Ohm. Dat gaat in deze berekening dan om 0,004 Ohm x 9,5A = 0,038V.
Pas bij 3,45V - 0,038V = 3,416V zal de laadstroom terug lopen om bij een celspanning van 3,45V naar 0 te gaan. (wet van Ohm, U=IxR)
Onder de 3,416V zorgt de stroombegrenzing van de lader ervoor dat de uitgangsspanning van het ladertje zover wordt verlaagd dat de laadstroom niet boven de 9,5A komt.

Bij een laadvermogen van 30W neemt het ladertje 30W / 12V = 2,5A op aan een 12V bron. Is de celspanning laag, dan kan maximaal 30W aan laadvermogen worden geladen waarbij 9,5A als maximum laadstroom wordt geleverd. Naarmate de celspanning hoger wordt zakt de laadstroom in naar 0A. Aan de ingang van de lader zakt de toevoerende stroom dan in tot de stroom die nodig is om het verbruik van de lader te dekken.

16 ladertjes parallel voor 16 cellen vragen maximaal 16 x 2,5A = 40A aan laadstroom van de startaccu/dynamo indien de motor draait. Dat is haalbaar zonder speciale aandacht voor de maximum dynamostroom.

De maximum ingangsspanning van de ladertjes is 36V. Ze kunnen worden gebruikt met een zonnepaneel van 36V Umpp maar ook uit een 14,5V dynamo als bron. Je hebt bij 16 ladertjes op 36V (16 x 30 = 480W) / 36V = 13,333A uit het zonnepaneel nodig om de ladertjes voor 100% te laten werken. Meer vermogen is niet zinvol aangezien de ladertjes dat niet in in de cellen kunnen stoppen.

Is er onbalans in de celspanning, een spanningsverschil tussen de cellen van 2V tot 0,2V, dan gaan de ladertjes de cellen met de laagste celspanning het snelst opladen totdat alle cellen op een gelijke spanning zijn (en zijn de cellen gebalanceerd) om daarna de cellen verder te laden tot ze allemaal aan de eind-laadspanning zijn gekomen. Dit systeem vormt een zelf balancerende lader en zal uiteindelijk de cellen tot 100% gelijk (gebalanceerd) laden.
Het systeem heeft daarmee een BMS ingebouwd.

Doordat de ladertjes een enable aansluiting hebben, kun je het systeem makkelijk uitbreiden met een thermostaat die het laden onder 5oC stopt en zo de cellen bij een lagere temperatuur niet kan overladen. aan de andere kant zou je met wat elektronica de spanninginstelling van de ladertjes kunnen laten variëren met de cel temperatuur en dan zou je zelfs een geheel temperatuur gecompenseerde lader hebben die individueel de cellen laadt.
Simpel...
Groeten, Peper.

roozeboos schreef :
Vallen en opstaan toch? Wat maakt het uit, het is altijd leuk om iets nieuws te leren. En ik heb gemerkt dat afgelopen weken via forum en ap groep heel veel kennis is gedeeld en opgedaan. Zonder een risico te nemen kom je nooit verder.

Fijn je weer te lezen Peper!

3Noreen schreef :
Over die dynamo's heb ik het risico al héél vroegtijdig aangekondigd.

Dan zal ik het risico van het starten van een motor met een LFP accu even uit de doeken doen...

De stroom door een startmotor wordt voornamelijk bepaald door de inwendige weerstand van de lood-zwavelzuur startaccu. De inwendige weerstand van een LFP accu is veel lager (tot een factor 50 of 60) en de stroom die door de startmotor loopt is daarmee 50 of 60 keer hoger.

Vroeger brandden startmotoren wel eens door na lang starten omdat ze dan warm werden. Indien de startstroom bij een moderne startmotor 50 keer hoger wordt doordat de startaccu een LFP accu is, dan kan de startmotor nu ook doorbranden bij een LFP accu.

Een LFP accu kan niet alleen door zijn ongebreidelde laadstroom de dynamo verbranden, door de ongebreidelde ontlaadstroom kun je ook de startmotor verbranden.

Een waarschuwing voor de 'loodaccu haters'.
Groeten, Peper.

WADnWIND schreef :
Ik ben heel benieuwd naar je resultaten! En ja ik weet ook dat bij doorladen die ongelijkheid wordt weggewerkt, daarom juist mijn voorbeeld van cycli van 20-80.

Voorlopig werk ik met 2 x 48V 10A laders, balanceerprintjes en een eigen BMS, die van 20A terugvalt naar 2A als een van de cellen (bijna) vol is. En stopt als ze allemaal vol zijn.

roozeboos schreef :
Ik heb de waardevolle informatie van ZF de laatste jaren opgeteld bij mijn eigen inzichten en ervaringen. Ik heb de indruk dat hier enorm krampachtig gedaan wordt over balanceren. Voor onder en overspanning is dat prima. maar met de Peper-oplosing ondervang je dus in één klap een aantal problemen / risico's.

I rest my case

It Paradyske schreef :
Omdat dat balanceren bij een relatief hoge spanning gebeurd, heb ik het gevoel dat dat niet altijd lukt.

.

Zal hooguit voor drie posten zijn of 18 minuten

Peper schreef :
Niet te dikke kabels gebruiken

Peper schreef :
Hoi Han, leuk dat je weer meedoet! Leuke afwisseling voor je, met Roemenen het snot uit de neus peuteren!

Maar wat als de externe voeding (zonnepaneel) het gewenste vermogen niet kan leveren? Dan zakt de 'bus'spanning in en stoppen een of meerdere dc/dc converters? of gaan ze misschien ongelijk leveren?

Heb je meetresultaten daar van?
Haha! 16 ladertjes... als de motor draait.
Als de motor draait dan gebruikt ie stroom, opleveren zal dat ding van mij niet snel doen.
Heb je dat nagemeten?


Hartelijke groet
Hans

Peper schreef :
En bam! Net weer binnen en alweer is de bullshitbingo begonnen!

Dat kan natuurlijk helemaal niet.

De inrush kán wat hoger worden bij LiFePo4, maar daar zit weinig vermogen in.
LiFePo4 heeft ook bij hogere stromen een wat hogere klemspanning. Dat kán je startmotor wat extra belasten. Startmotoren branden doorgaans door als de klemspanning laag word en het toerental inzakt.

Vriendelijk verzoek Bas om wat in te binden. Lijkt me geen plek hier voor een persoonlijke kruistocht.

@ It Paradyske:
Bij wisselende vermogenstoevoer slaan de converters af als de spanning onder de 7V komt en starten weer als de spanning boven de 10V komt. Door de hysteresis ontstaat er een 'hiccup' in het functioneren van de converters. De duty cycle van de hiccup is afhankelijk van de grootte van de condensator op de ingang in combinatie met de de dynamische inwendige weerstand van de converters.
Levert het zonnepaneel minder vermogen dan de converters kunnen gebruiken dan slaan de converters af en vervolgens weer aan net zolang tot ze al 'hikkend' de cellen hebben geladen tot het punt dat de vermogensopname zo laag is geworden dat de converters 'door' blijven gaan.

Door de 'wide range input' mag de ingangsspanning variëren tussen 9 en 36V (is afhankelijk van de gebruikte converters). De Mornsun converters zijn 30W maar de Murata converters zijn 50W. In combinatie met een zonnepaneel werkt de wide input range in combinatie met de hiccup functie als een soort MPPT regelaar of eigenlijk als een impedantie transformator.

Ja, jij en ik varen elektrisch en hebben dus geen dynamo aan de motor vast. Ik heb wel een 3000W 57V DC generator die mijn accu kan laden alsof ik 'stroom draai' met de motor. Voor hen die het op 12V moeten doen, het werkt ook op de dynamo.
Mijn generator levert stroom als de generatormotor draait... dat is niets aparts, dat is heel normaal. Met mijn 4kW Torqeedo kan ik varen zonder m'n accu te belasten op het vermogen dat de generator levert. Ik moet dan net iets onder 'volle kracht' blijven.

Ja, het functioneren als balancer van de laders is nagemeten bij verschillende vermogens op de ingang van de converters. De uitslag is erg saai, er verandert niets aan de celspanning behalve dat de celspanning gelijkmatig over de cellen oploopt zoals bij 'smart balancing' en zelfs bij het aansluiten van 2 70Ah cellen en het aansluiten van 2 200Ah cellen, zijn de 70Ah cellen snel vol en nemen dan geen stroom meer op uit hun converters terwijl de 200Ah cellen lading blijven opnemen tot ze vol zijn (3,4V). Dus ook bij een groot verschil in capaciteit van de cellen blijft de lader werken binnen de gestelde grenzen. Daarmee zijn ook de 'effecten van veroudering' niet van invloed, het is net Nivea!

Dit is allemaal al eens gepost op het forum... 'Zoek en gij zult vinden!'

Groeten, Peper.

Volgens mij een beetje off topic

Ce est parti schreef :
De offtopic botom line is dat een speciale dynamoregelaar prima is, maar dat er ook andere wegen naar Rome leiden waarbij dat niet noodzakelijk is. Althans dat was mijn insteek.

WADnWIND schreef :
Ja ja ja, je hebt natuurlijk gelijk. Ik pikte 15A uit het schematje zonder verder te kijken dan mijn neus lang is.
Maar dat is niet zozeer het punt. Wat ik bedoel is dat het een starre oplossing is die bijna nooit optimaal de laadcapaciteit van de dynamo benut, ofwel te veel ofwel te weinig. Inderdaad super veilig die 20 of 25A van de dynamo, te veilig.

Er zijn omstandigheden dat je voor bijladen van je LFP accu's voor 100% afhankelijk bent van de dynamo.
Ik verbaas me nog altijd steeds over het grote optimisme bij velen over wat solar voor je doet op een middelgrote boot (op zee, op een bewegende boot of geankerd bij bewolkt weer of regen). Als je dan leest hoe men komt aan de solar opbrengst-getallen, dan blijkt dat die zijn gemeten in een marina, zonnig weer, met optimaal naar de zon gerichte zonne panelen. Solar in een marina met walstroom, really?

Terug naar de dynamo. Enerzijds wil je die veilig gebruiken, zodat die niet wordt overbelast of verbrandt, anderzijds wil je er zoveel mogelijk uithalen om niet behoeven te "stroomdraaien" of dat te beperken.

Goed, we gaan varen met 280Ahr aan accu capaciteit. Het is geen rocket science om te zien dat een grote accu capaciteit nou eenmaal grote laadcapaciteit verlangt, hoe je het ook wendt of keert. Tenzij je een weekendzeiler bent en/of veel tijd in marina's met walstroom doorbrengt.

Als je dan tijdens een tocht van een aantal dagen zonder walstroom of noemenswaardige solar met maximaal 20A van de dynamo die 280Ahr moet gaan bijladen dan moet bij een verbruik van 80Ahr per dag de motor 4 uur draaien. Dan kun je veel beter lood-zuur accu's houden en de dynamo maximaal benutten.

In feite komt het erop neer dat je een dynamo hebt die 20A kan leveren. Als men leest over een boot diesel met 20A dynamo, dan vindt iedereen dat veel te weinig, maar kennelijk helemaal OK als je LFP accu's hebt. Ik kan dat niet volgen.

Maar eigenlijk in mijn ogen veel belangrijker (en waar je niet op reageert) is mijn opmerking dat als je altijd tot max 3.45V laadt het heel goed kan zijn dat je de cell hierbij aan het overladen bent en onbalans onopgemerkt blijft. De flexibiliteit om hoger te laden is er niet terwijl dat soms nodig is. Zie ook de eerdere quote van marinehowto:




Dit is precies wat in mijn geval on-balans heeft veroorzaakt bij initieel top-balanced cellen:
Incomplete cycles, vroegtijdig stoppen met laden. Dat gebeurt dus nu niet meer.

Peper schreef : Die wil ik nog graag een keer van je lenen, bijvoorbeeld als we op vakantie naar Denemarken gaan en het NOK door moeten.

Ah mooi, dus ook getest. Dus blijkbaar schakelt de dc/dc converter met de laagste accuspanning als eerste aan. Dat is eigenlijk de enige verklaring dat ze toch netjes gelijk laden bij beperkt ingangsvermogen.

Ja, 'k weet het, maar een speld in een hooiberg is makkelijker.
Een lucifer er bij, en het restantje met een metaaldetector checken....

Nou, voorlopig draait 1kW laadinstallatie weer, maar ik zal die dc/dc converters misschien toch op termijn wel eens gaan bekijken. Al zit ik wel met een ongelijke voeding van die dingen doordat ik een vrij lange buslijn heb waarmee ik ze zou voeden.

@WnW , bron ?

Nordkyn , je weet wel , degene waar marinehowto van zegt dat je die eerst moet lezen

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

Als je op de pagina naar beneden scrolled kun je de wetenschappelijke publicaties nalezen door op de links te klikken

Peper schreef :
Deze theorie begrijp ik niet, stroom is ampere door de weerstand van de loodaccu gaat het voltage omlaag en loopt de stroom op waardoor de weerstand weer toeneemt in het hele traject.
Bij LFP zakt het voltage niet waardoor de stroom laag blijft en de motor makkelijker start, of is de startmotor niet gemaakt om op 13Volt te starten?

Zeilprutser schreef :
Is denk ik idd niet gemaakt voor zo'n harde 13V, net zoals dat die dynamo's niet gemaakt zijn om LiFePO4 te laden .