Onderwerp: LiFePO4 capaciteitstest / Heltec aktieve balancer

Ja, zie de link in OP. Andy’s en Will Prowse’ kanaal vind ik aanraders

De laadcurve, bulkstroom ingesteld op 35A; om onbekende reden kwam de Multiplus niet verder dan 29-30A (zowel geregistreerd door dat apparaat zelf, de BMV en het BMS...)

Nog steeds niets gebalanceerd. Ik kreeg er 263Ah ingeduwd voordat de BMS het laden stopte doordat cel 2 3.65V raakte. Dat is 94% van de normale capaciteit - consistent met wat ik er eerder uit kon trekken.

Gehele curve. De hick-ups en het sprongetje bij 90Ah zijn veroorzaakt door een laadpauze. Blijkbaar gold daarna een iets hogere celspanning bij dezelfde laadstroom. Er zat een nacht tussen waarbij de cellen (en de woonkamer zelf ook..) iets afgekoeld zijn. Verhoogt dat de interne weerstand??

Gehele curve:


Het begin, de eerste 10Ah:


Het eind, de laatste 7Ah:


Conclusies:

• Cel 3 heeft de hoogste capaciteit: die is het laatst leeg en het laatst vol
• Het verder topbalanceren van cel 3 (dus verder doorladen) heeft geen zin omdat cel 3 niet beperkend is aan noch de onderkant noch de bovenkant
• Aan de bovenkant is het SOC verschil tussen de volste en leegste cel 1Ah (grafisch bepaald door fictieve horizontale verschuiving curves.
• Een topbalancer zou in cel 3 nog 1Ah kunnen duwen (maar dat heeft aan de onderkant geen zin!) en in cel 1 en cel 4 zo'n 0.5Ah. Effectief had ik er dan 1Ah méér in kunnen stoppen

Maar dan is de winst in netto beschikbare capaciteit wanneer dit pakket volgens het boekje topbalanced zou worden toch peanuts?? Of mis ik iets?

PS...
Ah is eigenlijk niet helemaal netjes om te gebruiken om capaciteit aan te duiden, omdat de spanning in de praktijk varieert. De fabrikant specificeert het wel op deze manier.

In Wh uitgedrukt kom ik op 3517 Wh
EVE specificeert voor haar LF280 3584 Wh

>> En dan heb ik er 98% daarvan in kunnen drukken

Dat dus alleen in bulkmode: bij HVD van 3.65V liep er nog 25A laadstroom. Nét in absorptiefase dus. Bij deze manier van laden hoort een tail-current (Nordkyn...) tussen 3.3 en 5%, voor dit pakket dus tussen 9 en 14A. Als het BMS niet getript zou zijn, had ik nog even in absorptie door mogen laden dus. Dát kan natuurlijk wel een goede reden zijn om te topbalancen!

Nachtvlinder schreef :
Ik zou heel graag willen begrijpen wat hier staat (tail current, trippen, soc-verschil, etc. Ik ben een leek op dit gebied, maar wil graag wat leren van jullie). Zou je het ook nog een keer willen vertalen in jip en janneke-taal? Ik durf te beweren dat daar nog veel meer meelezers blij zullen zijn!

Alvast bedankt!

Jawel hoor - maar in het lekendraadje vind je veel betere uitleg waarschijnlijk.

HVD = high voltage disconnect. Het BMS (battery management systeem) controleert per cel de voltages. Een cel gaat kapot indien <2.5V of >3.65V. Een BMS koppelt de accu los indien deze waarden overschreden worden

Tail current = stel je de laadcyclus van een accu voor als een voeding die zolang mogelijk een vaste, constate stroom levert. Dat is de bulk current, in mijn geval 30A. Naarmate de accu voller wordt (lading accepteert...) neemt de klemspanning van die accu (en de cellen waaruit deze is opgebouwd) langzaam toe. Dat zijn die grafiekjes hierboven. In de lader stel je niet alleen die (bulk) stroom, maar ook een maximale spanning in. Dat is de absorptiespanning. Naarmate het laden met constante stroom vordert neemt de klemspanning toe. Wanneer die absorptiespaning is bereikt, zorgt de lader ervoor dat die spanning constant gehouden wordt. Hier zal steeds minder stroom voor nodig zijn. In deze absorptiefase blijft de spanning dus constant op de absorptiespanning en neemt de stroom langzaam af.
Er wordt dus nog wel lading opgenomen! Sterker nog, als je de absorptiefase eindeloos door zou laten lopen, raakt de accu overladen (zelfs als elke cel <3.65V zou zijn).

De tail current is die stroom waar je in de absorptiefase moet stoppen met laden om overladen te voorkomen. Het lastige is dat die tail current afhankelijk is van het merk cellen maar ook van de ingestelde absorptiespanning. Hoe hoger die absorptiespanning, hoe hoger de tail current en dus hoe eerder de cellen vol zijn.

Trippen van een BMS is het ingrijpen van de beveiliging. Meestal door lader en/of verbruikers los te koppelen van het accupakket

SOC = state of charge, een getal tussen 0 en 100%. 0% is helemaal leeg, uitgeput. Een loodaccu is duurzaam te gebruiken tussen 50 en 100%, een LiFePO4 accu tussen 10 en 90%. Direct na een test probeer ik daarom de cellen ook weer in dag gebied te brengen!

Helderder zo?

Hoe kom je op 3517w ?

De metingen van de pakketspanning * de laadstroom over elke seconde geïntegreerd. Geen rekening gehouden met het laadrendement van 99%...

Heb je de instelling in het rood omlijnde vakje goed staan?
Misschien kun je dat ook nog wel wat hoger instellen?

Dankje. Ja, 35A. Is ook de max voor mijn versie!

Bedankt voor het delen van de resultaten. Volgende week komt mijn BMS (REC ABMS), multiplus en aansluitmeteriaal. Als ik tijd vind probeer ik eens vergelijkbare grafiekjes te maken.

Conclusies:
Cel 3 heeft de hoogste capaciteit: die is het laatst leeg en het laatst vol

Ik weet niet of je deze conclusie zo (snel) mag trekken ?

Misschien heeft :

Cel 1 SoC 75%
Cel 2 SoC 77%
Cel 3 SoC 80%
Cel 4 SoC 76%

Dan is dus cel 3 het eerst ‘vol’ met laden en bereikt als eerste 3.65v en bij het ontladen heeft hij dus nog steeds de meeste lading

Ik blijf erbij dat je eerst alle cellen tot 100% moet laden , en dus allemaal tegelijkertijd de 3.65v bereiken , en dan nog een keer moet testen

Eens

Nachtvlinder schreef :
Jazeker! Dank je wel!

Graag gedaan

Op aanraden van een aantal ervaringsdeskundigen hier heb ik een echte, volledige topbalancering uitgevoerd. Volgens het (Nordkyn) boekje. Hieronder de resultaten.

Methode samengevat:

1. Cellen parallel zetten en laden tot er bij een absorptiespanning van 3.40 - 3.45V geen stroom meer loopt. Doel hiervan is om de cellen al dichtbij "de knik" te brengen zodat onderstaande handmatige stappen minder tijd kosten. Dit heb ik niet gedaan, omdat mijn cellen al nagenoeg vol waren
2. Cellen in serie zetten of loskoppelen
3. Elke cel met een voeding op 3.65V laden, deze spanning "a few minutes" zo houden om de cel wat energie te laten absorberen. In de praktijk ben ik gestopt wanneer de stroom onder 1A afnam. Volgens de "tail current tabel" van Nordkyn zou de cel dan al bommetje vol zijn! Blijkbaar kan en dient een cel voor topbalancing nóg iets voller te zijn
   Waarschuwing: Spoiler! [ Click to expand ][ Click to hide ]

   
4. Na stap 3 voor elke cel controleren dat, wanneer in rust, de celspanning na 30 min rust niet onder 3.50V gezakt is. Is dat niet het geval, dan voor die cel stap 3 herhalen
5. Is aan criterium (4) voldaan, dan is de cel vol. Wanneer dit voor alle cellen zo is, is de set topgebalanceerd.

De grafiek hieronder toont de eerste stappen dat ik mijn voeding op (telkens een andere) van de 4 cellen heb aangesloten. Ik deed dat wanneer de open-klemspanning van een cel onder 3.50V zakte. Gebeurde dat, dan die ene cel even opgetopt tot 3.65V en gewacht tot de stroom (door die ene cel) <1A werd. Dat duurde steeds korter.



Hieronder ingezoomd op één van de cellen: je ziet dat het bij de eerste stappen de spanning te snel (sneller dan 30 min) onder 3.50V zakte, maar dat steeds langer duurde. Blijkbaar accepteerde de cel telkens weer een beetje lading, ondanks dat de stroom ver onder de tailcurrent lag die bij 3.65V hoort (5-9A).



Hieronder het resultaat na de laatste absorptiestap. Je ziet dat elke cel na 30 min wachten nog ruim boven 3.50V zit. Hiermee is de hele set dus "vol en topgebalanceerd" volgens de Nordkyn methode.



Heb de battery monitor nu gereset op 100 %SOC / 0Ah consumed en ben nu aan het ontladen. Niet met het hete lucht kanon maar met de luchtontvochtiger, die trekt een mooie 29A, precies 0.1C.

Morgenvroeg de einduitslag hoeveel Wh er uit mijn topgebalanceerde set gehaald kan worden

Alvast één opmerking...

Je ziet dat aan het einde van de topbalancing er behoorlijke dV's zijn. Ik verwacht dat wanneer de set langer in rust achtergelaten zou worden (wat niet goed is voor een volle set!) deze spanningen naar elkaar toe zouden zijn gekropen. Uiteraard heb ik daar niet op gewacht. Maar opvallend is dat betreft het topbalanceren, Nordkyn nergens iets noemt over deltaV's. Het enige criterium is dat een cel als vol beschouwd wordt wanneer haar spanning langer dan 30 min boven 3.50V blijft. Hoevéél langer en hoevér daarboven is niet relevant blijkbaar. (kun je dan wel balanceren op basis van celspanningen vraag ik mij af!?)

Ik ben as-we-speak dus aan het ontladen nu, waarbij er in het vlakke deel van de curve klemspanningverschillen zijn die fluctueren (ik denk per dat mij BMS één meting per sec doet en deze steeds naar een andere cel schakelt) tussen 6 en 9mV. Dit bij een 10 minuten terug bomvol gebalanceerde set.
Betreft de zoekgeraakte Heltec: wanneer deze nu aktief zou zijn (tijdens het ontladen...) zou deze niets anders doen dan deze versgebalanceerde cellen uit balans brengen! Die paar mV klemspanningsverschillen zeggen nu niets over de SOC per cel (door verschillen in interne weerstand veroorzaakt?)

-dat is een (veronder)stelling

Ik denk dat er prima te balanceren is op cel spanning ?
Na het initieel laden waarbij je zeker weet dat alle cellen even ‘vol’ zijn en initieel tot 3.65v geladen zijn , en in rust zonder laden >3.5v blijven, weerhoud niets er je van om bijvoorbeeld je instellingen dusdanig te doen dat (bijvoorbeeld) je actieve cel balancering start bij een cel spanning van 3.45v en het balanceren én laden stopt bij bijvoorbeeld 3.55v

Balanceren onder de 3.45v heeft volgens mij weinig zin omdat onderlinge cel voltage verschillen pas zichtbaar worden >3.45v

Als je dan het balanceren en laden stopt bij 3.55v blijf je (denk ik) ver genoeg weg uit de gevaren zone van 3.65v

Ps ik zie het nut niet van balancering tijdens ontladen , dit lijkt me meer iets voor ‘bottom balanced’ sets

Bovenin de knik wel waarschijnlijk - doet men ook, in de praktijk

Maar wanneer ik NU de Heltec aan zou zetten, gaat deze op basis van <10mV verschil vele Ah's verpompen. Zonder effect want we zijn in het vlakke deel van de curve. Bij deze 0.1C ontlaadtest die 10 uur duurt zou er theoretisch 50Ah verpompt kunnen worden. Dat verstoort mijn topbalans dusdanig dat dit nooit op tijd ingehaald kan worden in het gebied waar de klemspanningen er toe doen.

Edit: we zijn het eens

Dit draadje reduceert hiermee tot "hoeveel extra Wh kan Nachtvlinder uit zijn set trekken door een goede topbalancering?"

Deze ontlaadtest wordt ook de laatste test. Hierna opladen tot 50% SOC en wegzetten tot de inbouw.

Als de heltec op deze manier werkt zou ik hem denk ik niet willen gebruiken
Ik zie het liefst een BMS die alleen balanceert bij opladen in een ingesteld gebied
Tijdens ontladen zou hij niets moeten(mogen ?) doen

Het idee van de Heltec aanhangers is geloof ik om deze af en toe handmatig aan te zetten. Nardus kwam met het idee om in elk geval te testen wat het ding doet, wanneer deze ook tijdens het ontladen aan zou staan. Ik was daar ook wel benieuwd naar, omdat (met het loggen van celspanningen) mooi zichtbaar zou worden wat er precies gebeurt.

Als je zo'n Heltec permanent aangesloten wilt houden, zul je iets van een trigger moeten bouwen inderdaad. Met zo'n "voltage controlled relay" die vroeg in het lekendraadje voorbij zijn gekomen, bijvoorbeeld.

Nachtvlinder schreef :
Wellicht leuk om het balanceer algoritme van de REC ABMS erbij te pakken. Hierbij kun je zelf kiezen op welk voltage hij start met balanceren en een hysterese voor de dV, zodat bij een te kleine dV niet gebalanceerd wordt. Balanceren stopt automatisch als de laatste cel de end-of-charge voltage heeft bereikt en alle cellen binnen de hysterese van de dV vallen.

Los van het algoritme balanceert de ABMS slechts 2,5A tegenover 5A Heltecs, maar dat is veel meer dan de Daly’s dacht ik?

Als ik zo snel even zoek kan zo’n Heltec bordje zelf niets ingesteld worden, maar als je vergelijkbaar algoritme wilt toepassen zou je met een arduino en een integratie met de BMS wellicht hetzelfde kunnen bewerkstelligen.

Van de andere kant, zou ik dan kiezen voor een BMS met ingebouwde actieve balancer. Dat is zeer zeker een robuustere oplossing.

Precies, maar die zijn vaak duurder dan een tientje voor een losse Heltec. Volgens mij staat die Heltec "altijd aan" qua algorithme.

Die Daly's en de JBD die ik heb doen geloof ik maar 200mA. Velen (merk op dat de meeste professionele merken - Victron, Orion ook slechts passief doen) zeggen dat dat voldoende is. We gaan het zien...

Hoe zijn de default REC balancer instellingen; dit is de default voor JBD:


Edit: voor de JBD staat de balance current niet gespecificeerd, maar "ergens" lees ik 20mA. Da's wel erg peanuts...

Nachtvlinder schreef :
Als ik de handleiding erbij pak, gaat de balancer pas wat doen bij 0.1v delta. Daaronder doet hij dus niks.

quote"Principle of equilibrium:
This module is adjacent differential pressure equalization. The adjacent battery voltage difference reaches 0.1V or more. The internal trigger equalization work is performed. Until the adjacent battery voltage difference stops within 0.03V. There is adjacent pressure difference when charging and discharging on the battery pack. Trigger equalization. The battery pack voltage error is also pulled back to the desired value. Reduce battery maintenance costs"

Dat lijkt mij prima eigenlijk. Echter 100mV verschil heb ik in mijn set nergens gehad tijdens de testen van afgelopen dagen, mss een minuut voor het uitschakelen door de BMS dan...

Dus met zijn significante 5A kan die bij significante onbalans nuttig zijn... Zoiets?

Nachtvlinder schreef :
Stel dat ie had ingerepen in die laatste minuut... if if if..
:the proof of the pudding is in the eating

Ik heb goede hoop dat het pakketje nog aankomt en dan kunnen we de "pudding eten"

Ok ok...

Ik zie dat Heltec twee types maakt; om welke gaat het?

Precies..de onderste. Ik heb niet zoveel vertrouwen in de 5a versie omdat er amper technische specs voor te vinden zijn, alleen ervaringen. Goede en slechte.
De onderste is vanaf v1.4 echt een prima ding (op papier) echter vraag ik me af of deze onbalans bij grotere loads kan bijbenen.
Ik gebruik beide a.balancers maar omdat we alleen A kwaliteit bestellen nog niet goed kunnen testen.

Edit: Ik zou hem inzetten als extra vangnet voor als er een cel achter gaat lopen, tot die tijd doet ie helemaal niks. W.P. Had deze getest.