Onderwerp: LifeP04 voor leken

Ook huishoud.
Boegschroef was al aangesloten op de huishoud lood accu's
Overwogen om extra accu (LTO) voorin te plaatsen, maar was me teveel verbouwen.
Komt nu ook een multiplus 2000 aan te hangen.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Op een Persoonlijke Website met Informatie voor Gebruikers van Kampeerwagens (www.zwiebelfam.nl/de-echte-nadelen-van-de-lifepo4/) is iemand bepaald geen voorstander van LiFePo4-accu's in campers. Hij beweert onder andere het volgende.

• In principe wordt een LiFePO4-accu geladen met een Constant-Current, een constante stroomsterkte en regelt de BMS (het ingebouwde Battery Managament System) het toe te passen Voltage.
• De BMS grijpt in als het voltage boven de 14,4 volt uitkomt
• De LiFePO4-accu heeft een heel lage interne weerstand en de druppellading is een Constant Voltage lading. Die twee gaan niet goed samen; in essentie behoor je bij een LiFePO4-accu een stroomsterkte aan te leveren en controleert de BMS van de accu zelf het voltage.
• Ontlaadt een LiFePO4-accu liever niet geheel, maar tot 80%
• Een volledig ontladen LiFePO4-accu heeft een speciale lader nodig om “weer op gang” gebracht te worden. Door die heel kleine interne weerstand denkt een “normale” acculader dat er sprake is van kortsluiting en zal die het laadproces onmiddellijk stoppen.
• Ik vind dat lithium-accu’s geen goede prijs/kwaliteitsverhouding hebben en wijs daarbij op mijn GEL-accu’s die de afgelopen 25 jaar bewezen hebben een levensverwachting van gemiddeld 8 jaar te hebben.

Hij heeft het volgens mij over een drop-in-vervanging. Dus loodaccu eruit en kant-en-klare LFP erin. De BMS zit dan ingebouwd in de LFP.

Volgens mij kloppen zijn beweringen her en der niet, maar misschien gelden ze wel voor sommige drop-in-LFP's

Woody130 schreef :
Dat is nogal een understatement!
Een gerede hoeveelheid apekool of geen onderbouwing of verkeerde uitgzngspunten.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Ik kan me vergissen en heb niet alles in detail gelezen, maar volgens mij klopt wat ie schrijft vrij aardig. Hij heeft het idd over drop-in replacements, en zegt ook duidelijk wat daar het probleem mee is. Net als bij boten, overigens. Lijkt me een redelijk onderbouwd verhaal met geldige waarschuwingen tegen het letterlijk "drop in" vervangen van lood door lifepo4.

- een standaard lood lader is geen goed idee voor lifepo
- lood en lithium parallel schakelen is geen goed idee
- druppellader (permanent vol houden) is bij lifepo4 geen goed idee
- je dynamo direct aan een lifepo hangen is geen goed idee

Waar zit de apekool volgens jou, WL? Enige echte onwaarheid die ik zo spot is de bewering over constant-current lading, maar dat doet verder aan de waarschuwingen niet veel af.

redshift schreef :
Constant Current laden is apekool. Een LiFePo4 laadt je met een constant voltage. Maar omdat je lader nou eenmaal beperkt stroom kan leveren, laadt je het eerste stukje zo veel als lukt. Constant Current is een symptoom, geen methode.

De eerste, derde en laatste punten zijn onzin, de rest klopt min of meer.
Voor de meeste laders/laad controllers zou de term “constant current” vervangen moeten worden door “maximum current”, maar de dus vaak misleidende term cc/cv is zo ingeburgerd dat daar niet van af te komen is.
Die maximum current is meestal bepaald door het maximale vermogen van de lader, maar soms kun je een maximum instellen. Wat je dan in feite doet is het vermogen beperken.
Werkelijk “constant current” laden is alleen mogelijk als de lader de stroom (met een shunt) constant kan meten..
Dit doe ik ook zelf met mijn alternator controller. Voor LiFePO4 essentieel om overbelasting en oververhitting van de alternator te voorkomen.

Bij LiFePO accus is “constant voltage” laden maar van relatief korte duur. De zgn absorptie fase. In veel gevallen is bij LFP helemaal geen sprake van constant voltage laden, omdat vaak bij het bereiken van de absorptie spanning het laden onmiddellijk wordt gestopt. Dit omdat 100% vol laden niet nodig is.

Je merkt aan het lijstje wat Woody130 plaatst dat het begrippen kader zoals wij over loodaccu's denken slecht past bij een LifeP04 accu.

Als je voor het eerst aan zo'n accu prutst en meet kwam het ding mij heel surrealistisch over. De interne weerstand is zo klein dat het lijkt alsof de wet van ohm niet opgaat. Elektrisch gezien lijkt het ding een bodemloze put. Het verband tussen spanning en stroom lijkt afwezig. De termen CV en CC zijn vrij nutteloze begrippen bij het ding. Binnen zeer ruime marges is er geen begrenzing aan de stroom waarmee het ding geladen en ontladen kan worden. Met als gevolg dat je zo'n accu laad met het maximum vermogen wat je lader, energie bron, kan leveren.
Overigens is er wel een verband tussen spanning en stroom. Echter met de beperkte vermogens waar wij mee te maken hebben merk je daar vrij weinig van. Maar ga je met stroomsterktes van 1C en meer laden zul je toch merken dat de spanning oploopt. Vandaar dat de eindspanning bij vol toch niet altijd het zelfde is. Maar omdat wij meestal ruim onder 0,25C aan laadstroom blijven kunnen we een vaste spanning nemen voor de accu vol status.

Een ander ding is dat in mijn idee de wenselijkheid van een BMS ontstaan is uit het feit dat een LifeP04 accu niet zelf balansing is. Hierdoor kunnen de cellen uit balans raken. Wat een BMS doet is de mogelijke onbalans bewaken, monitoren. Ondertussen worden er allerlij zaken aangeduid met BMS waardoor je niet meer weet waar het over gaat.

WaltB schreef :
Leg eens uit dan? Als je het ten minste over de punten had die ik noemde:

1. een standaard lood lader is geen goed idee voor lifepo

Als de eindspanning van de lader niet goed ingesteld wordt (14.7V agm) sloop je potentieel je lifepo accu. Tenzij je vertrouwt op je BMS om de accu weer voortijdig af te schakelen. Dat is dan weer lullig als je de accu tegelijkertijd ook nog wilt gebruiken...

2. lood en lithium parallel schakelen is geen goed idee

3.druppellader (permanent vol houden) is bij lifepo4 geen goed idee
Dat leidt (bij niet aangepast voltage)tot een permanent volle accu.
Ik heb me meermaals laten vertellen dat dat bij lifepo voor de levensduur
niet slim is.

4. je dynamo direct aan een lifepo hangen is geen goed idee
Risico op overbelasten/ doorbranden dynamo. Risico op overspanning
en defecten aan boordnet als het BMS besluit de accu af te schakelen terwijl je dynamo actief is,

Iedereen lijkt te vallen over de term "constant current" en nee, die klopt niet, helemaal eens.
Maar dat was ook niet de kern van het artikel. Hij geeft mijns inziens redelijk verstandige waarschuwingen voor het niet blind vervangen van lood door een drop-in lifepo replacement. Dat zou ik niet afdoen als onzin.

Ik heb even de moeite genomen het begin van het artikel even te lezen. Daar kom ik de volgende stelling tegen.

Dat is wat mij betreft voor onze bootjes behoorlijk bezijden de waarheid. Het gaat er dan niet om wat de schrijver beweerd maar wat hij weg laat.

- Voor onze bootjes hebben deze accu's als huis accu een heel erg groot voordeel. Ze kunnen, in tegenstelling tot lood accu's, heel goed tegen gedeeltelijk ontladen te zijn. Loodaccu's gaan onherroepelijk stuk als ze regelmatig langer dan een uur of 8 gedeeltelijk ontladen blijven. Ze moeten om een redelijke tijd mee te gaan na gedeeltelijke ontladen direct weer opgeladen worden. Ik durf te beweren dat de meeste loodaccu's maar zeer kort meegaan als huis accu aan boord omdat ze vaak niet geheel opgeladen een aantal dagen blijven staan.
- Het andere grote voordeel van LiFePO4 voor onze bootjes is dat ze een veel beter rendement hebben. We hebben aan boord vaak beperkte middelen om op te laden. Elke Ah die wel laden is mee genomen. Dan is het heel prettig als het grootste deel van die stroom weer uit die accu kan komen. Bij lood accu's verlies je een aanzienlijk deel aan het matige rendement. Mensen die overgeschakeld zijn ervaren vaak opeens dat ze geen stroom te kort meer hebben. Dat is voor een groot deel vaak terug te voeren op het betere rendement.
- verder kun je met LiFePO4 veel meer cycli realiseren. Mijn LiFePO4 gaat nu 10 jaar mee zonder dat ik meetbaar capaciteit verlies heb. Dat is ondenkbaar met een loodaccu.

Mooie opsomming en praktische analyse.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

WaltB schreef :
Dat is niet 100% incorrect. Alleen het stuk absorptie is onzin.

Lifepo4 moet 100% CV geladen worden, echter zijn er wat praktische overwegingen die in het eerste stuk de stroom beperken. Een cel zelf kent niet zoiets als een "gefaseerde" lading. Het is de lader die op een gegeven moment uit zijn (stroom) begrenzing komt.

In de modelbouw is laden met 10C heel normaal. Voor mijn 200AH pakket zou dat neerkomen op 2000 ampère. De cel kan dat gewoon aan, alleen heeft de fabrikant de polen en de lippen naar de pouches daar bij zulke capaciteiten niet op uitgelegd. Mijn cellen kunnen makkelijk 1C aan. Dat is 200A laadstroom.

Cv = centrale verwarming?

Calidris schreef :
Wat's dat ?

3Noreen schreef :
Een normale voeding gaat bij een maximaal ingestelde stroom over van spanningsbron naar stroombron.
Aangenomen dat het toestel kortsluitvast is.
Eigenlijk is elke lader dat al.

Calidris schreef :
Constant Voltage.

We zeggen het zelfde. Een spanningsbron kan allen die spa ning nemen als de stroom binnen grenzen blijft. Die stroom is meestal in het ontwerp beperkt, dus loopt de bron tegen die grens aan en gaat dan pogen de spanning te leveren. Dat lukt dan niet omdat de stroom begrenst word. Daardoor gedraagt deze zich als een stroombron. Tijdens de laadcyclus kan in het begin de bron nooit de benodigde spanning leveren en gedraagt zich als stroom bron (Constant Current), tot de stroom binnen de specificaties valt en de bron de spanning kan leveren, dan gedraagt hij zich als een Constant Voltage bron. Daarom spreekt men van een CC/CV laadkaraktrristiek van een LiFePo4. Maar deze word praktisch bepaald door de bron, niet door de cel.

redshift schreef :
Ik doelde op de punten die Woody130 noemde. Wat jij zegt geldt wel.

boarderbas schreef :
Voor wie cijfertjes leuk vind.
Vermogen is Spanning maal Stroom
P = U x I
Stroom is Spanning gedeeld door weerstand
I = U/R
De spanning is in dit geval de bron spanning min de accu spanning
U = U_bron - U_accu
De weerstand van mijn accu is
R = 0,0003 Ω
Deze vier vergelijkingen bij elkaar geven de volgende vergelijking.

P = (U_bron - U_accu)²/0,0003

Als je dan de grafiek bedenkt van het vermogen uitgezet ten opzichte van het spanningsverschil tussen lader en accu zul je ontdekken hoe stijl deze oploopt. Dat regelen op basis van spanning bij voorbaat hopeloos is en dat je dus moet regelen op stroomsterkte. => CC tot het moment dat R oploopt. Als R oploopt betekend het dat de accu vol is.

3Noreen schreef :
Bijna goed... Er zijn geen aanwijzingen dat de Ri verandert bij het laden van een LFP cel. De Ri van een Lood-zwavelzuur cel wordt lager bij een hogere lading. Dit komt omdat het loodsulfaat op de platen wordt omgezet naar loodoxide op de + plaat en naar zuiver lood op de - plaat. Hierdoor neemt de zwavelzuur concentratie in het elektrolyt (accuwater) en de soortelijke massa toe en de weerstand van het elektrolyt af.
Bij LFP cellen is er geen verandering van het elektrolyt in welke ladingstoestand van de cel dan ook. Er is daarmee ook geen verandering van de inwendige weerstand.
"Wat gebeurt er dan?"
De spanning van de cel neemt toe. Dat wil zeggen dat het verschil tussen laadspanning en actuele celspanning kleiner wordt en de (laad)stroom lager (bij gelijkblijvende Ri).
De celspanning bij een ontladen cel (en 25^oC kerntemperatuur) is ongeveer 1,5V. Blijf je bij deze spanning de cel belasten, dan zal de cel overgaan naar de eerste laadfase en kan dan geen lading vasthouden en de celspanning valt terug naar 0V. Wil je de cel dan laden, dan heb je daar een hoge stroom voor nodig om Lithium ionen aan het Ferrofosfaat te binden en zo te clusteren totdat de 2^e laadfase ingaat. Is de cel in de 2^e laadfase, dan gaat het clusteren verder totdat alle beschikbare Lithium ionen vast zitten aan het ferrofosfaat en de spanning op de cel 3,45V bij 25^oC is gehaald. Dit is het 100% SoC punt.
Uitgaande van de 0,3mOhm Ri die 3Noreen noemt, zal er bij het opladen met een CV lader met een laadspanning van 3,40V en een actuele celspanning van 2,5V een laadstroom lopen van 0,9V / 0,0003 Ohm = 3000A. Het is onwaarschijnlijk dat je daarvoor de bedrading hebt aangelegd of dat je een dynamo aan boord heeft die dat haalt. Dit vraagt een laadvermogen van 3000A x 0,9V = 2700W. Ik schat in dat dan de PVC isolatie van de kabels in de fik vliegt, de dynamo rookt en een kersrode kleur aanneemt en de zekeringen van de walstroom eruit knallen.
Bij een actuele celspanning van 3,0V wordt de laadstroom bij een laadspanning van 3,4V: 0,4V / 0,0003 Ohm = 1333A. Dat prak je ook niet door een 2,5mm² draadje heen. Het laadvermogen is dan 1333A x 0,4V = 5333W en dat vraagt nog een flink zonnepaneeltje.
Is de cel bijna 'vol' en heeft deze een actuele spanning van 3,3V dan is er nog maar een spanningsverschil van 0,1V om te laden en kakt de laadstroom in naar 0,1V / 0,0003 Ohm = 333,3A.
Zie hier waarom er een stroombegrenzer in het laadsysteem moet zitten...
In alle berekeningen veranderd de weerstand niet, alhoewel het lijkt of deze toeneemt. Dat is schijn, het is de actuele celspanning die toeneemt en daardoor neemt de laadstroom af.
Zou je de (eind)laadspanning boven de 3,45V verhogen, dan blijft er ook stroom lopen als de cel 'vol' is en geen lading meer kan opslaan. Het vermogen dat wordt dan gebruikt om de cel door Lithium plating kapot te maken en in het ergste geval om een 'Thermal runaway' in te zetten.
Einde college...
Groeten, Peper.

@ Peper. Leuk verzonnen. Maar beter is gewoon meten wat de interne weerstand is van een cel in gedeeltelijk geladen toestand en in volledig geladen toestand.

Ja, leuk verzonnen hé. Het meten van de Ri van een cel is echter niet makkelijk. Je kunt niet de Ri meten in geladen toestand zonder de cel te belasten en dan is er dus geen 'volledig geladen' toestand.
Wat wel kan is met twee verschillende weerstanden twee verschillende belastingstromen op te wekken en bij die nauwkeurig bepaalde stromen de celspanning meten. Zie Hoek en Rook Meetinstrumenten deel 1. De celspanning op de meter is gelijk aan de interne spanning min de spanningsval over de interne weerstand veroorzaakt door de stroom door de interne weerstand. Door twee metingen te doen, bij verschillende belastingstromen, zal de berekende weerstand veranderen indien deze afhankelijk is van de ladingstoestand. De nauwkeurigheid van de meetsystemen bepaalt de meetfout.
Groeten, Peper.

Peper schreef : Peper schreef :
Is die cel nu vol of niet ? Ik begrijp er geen snars van wat je wilt zeggen.

Of wil niet begrijpen?

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Als jullie de brute ofwel aardige kwalificaties achterwege laten en elkaars verschil van zicht op dezelfde problematiek achterwege zouden kunnen laten dan zou het combineren van jullie zicht tot verdieping (a la verrekijker) kunnen leiden en mogelijk tot verhelderend inzicht.

Hoeft niet, want de gehele ontwikkeling van de mensheid is gebaseerd op stellingen die vaak pas veel later bewezen werden lang na het practisch nut daarvan, maar dat zou jullie discussie zinloos maken.

Het is dezelfde dobbelsteen. 1 en 6 kan allebei goed zijn. Als er alleen 6-en zouden zijn is de lol van het gokken er wel snel af.

Ik ben maar een leek, die leuk makkelijker leest.

Calidris schreef :
Wat ik niet begrijp is dat een cel tegelijkertijd zowel vol kan zijn en geen lading meer kan opslaan en toch als er stroom doorheen gaat er sprake is van een geen 'volledig geladen' toestand.
Zo'n cel kan toch niet op het zelfde moment vol als niet vol zijn ?

Ongeacht de ladingtoestand van een cel kun je er stroom door laten lopen. Dat kan bij elke cel van welke chemie dan ook. De voorwaarde is dat er dan een hogere spanning op aan moet sluiten dan de actuele spanning. De cel wordt dan overladen (want is tot 100% SoC geladen.) Dat een cel tot 100% SoC is geladen betekent niet dat er geen stroom meer door kan. De stroom kan echter geen lading in die cel stoppen omdat de mogelijkheid tot opslag van lading niet langer bestaat. Bij LFP cellen betekent dit dat òf alle plaatsen voor een ladingsdrager in het ferrofosfaat bezet zijn door een Li-ion, òf dat er geen Li-ionen meer vrijgemaakt kunnen worden om aan het ferrofosfaat te koppelen.
Deze toestand betekent niet dat er dan geen stroom meer kan lopen! Door de laadspanning boven de eind laadspanning van 3,45V te brengen worden Li-ionen uit het Lithium losgemaakt en/of uit het Lithium Ferrofosfaat. Deze losgemaakte Li-ionen vormen dan een metallisch laagje Lithium over de elektroden in de cel. Dit is Lithium plating.
Dat een cel 'vol' is betekent dus niet dat er geen stroom meer door de cel kan lopen. Het betekent wel dat er geen lading meer wordt opgeslagen, want er kunnen geen Li-ionen meer aan ferrofosfaat worden gekoppeld.
De laad-energie is U x I x t. Als je uit die energie geen lading (I x t) kunt opnemen omdat er geen ladingsdragers beschikbaar zijn, blijft er spanning (U) over. Je ziet dan dat de spanning over de cel toeneemt. Het lijkt dan of de lading in de cel toeneemt maar wat er echt gebeurd is het vormen van metallisch Lithium in een laagje, Lithium plating. De cel is dan 100% geladen en verliest laadcapaciteit aan het Lithium voor het Lithium laagje. Dit is irreversibel en er is onderzoek gedaan om de cel te 'ontplaten'. Dat is tot nog toe niet gelukt.
Groeten, Peper.