Onderwerp: LiFePo4 allerlei

Om mijn eigen draadje van een LeFePo4 project niet te vullen met gedachtes en ervaringen die zoal voorbij komen tijdens mijn geplande anderhalf jaar ontwikkeling van een LifePo4 installatie dit draadje gestart.

Ten eerste even over de ZKETECH EBC-A40L cel tester die ik heb aangeschaft.



Het gaat hier om een tester die vanaf de computer kan worden aangestuurd en waar met de software grafieken kunnen worden geproduceerd. Ik heb meerdere meetapparaten die software gestuurd zijn, en kan zeggen dat, tegen mijn verwachting, de software werkelijk waar uitstekend is!
De tester kan 1 cel laden en ontladen met een maximale stroom van 40A.
De mogelijkheid bestaat om een lijst te maken van achtereenvolgende testen die de tester automatisch uitvoert.

Ik heb 4 kleine 60Ah cellen gekocht voor experimenten, die uiteindelijk gebruikt en van slechte kwaliteit bleken te zijn, en welke ik heb gebruikt voor testen.

Eerste gedachte: zelf zien is geloven. Ik heb van het YT kanaal "Zee Off-Grid Garage" diverse video's bekeken waar ook testen met dit apparaat staan, maar zelf testen laat alles pas werkelijk inzinken, en er kunnen natuurlijk zelf testen worden bedacht en uitgevoerd.

Anyway, long story short: het kost het een en ander, maar zeer aanbevolen!

-0-0-0-0-0-0-

AC versus DC interne weerstand.

De 60Ah lieten een grote stap in spanning zien zodra ze werden ontladen of ontladen met bijvoorbeeld 12A.
Ik heb de AC weerstand gemeten van deze cellen en van de nieuwe LiFePo4, welke laatste keurig volgens de specs waren.
Vervolgens heb bij de 60Ah in stappen van 1A de stroom vanaf 0A opgevoerd.
De 304 Ah nieuwe EVE cellen liet nog geen m.v. verschil zien bij enkele amperes, dus deze hebben we op 10A gemeten.

Conclusies:

* de DC weerstand is zo'n kleine factor 5 (EVE 304 Ah cellen) tot 10 (60Ah cellen) hoger dan de AC weerstand die je meet en die wordt opgegeven.
* het spanning -stroom verloop is gelukkig lineair dus kan worden vertaald in een DC interne weerstand.
* trust me on this: de meting van de EVE cellen boezemde me gezonde angst in. De interne weerstand is ongehoord laag en ze zijn dus capabel van het leveren van krankzinnig hoge "kortsluit" stromen. Kortsluit tussen aanhalingstekens, omdat 0 Ohm kortsluiting theoretisch is, maar uiterste voorzichtigheid is geboden.

Hoet het kan dat de AC en DC weerstand verschillen interesseert me (nu) totaal niet.
Het is goed om dit te weten.

Wat bedoel je met AC en DC weerstand?
Bij een AC circuit spreken we toch van impedantie? En is toch niet van toepassing op een (DC) accu?

Leuk dat je zelf gaat meten: geeft er “gevoel” bij die je niet zo makkelijk uit datasheets of YT filmpjes haalt.

Zie ook mijn draadje over de hoofdzekering laatst. Die moet een interrupting current hebben groter dan deze “tientallen kiloampères” kortsluitstroom. Meestal kiest men Class-T. In Europa hebben wij ook NH00 mespatronen, die zijn volumineus maar goedkoper.

zeilersforum.nl/index.php/foru...ng-interrupt-ratings

Wat ga jij kiezen?

PvO schreef :
De DC meting vindt plaats door de DC stroom te moduleren, hetgeen een een AC meting is met DC offset in feite.

Ja, ja, voor AC heb je het over impedantie normaliter. Kun je ook wel voor DC gebruiken in de zin van elke koe is een dier, maar niet elk dier is een koe.

De meting die ik heb gedaan is om een DC stroom te laten lopen en uit te lezen.

Nachtvlinder schreef :
Interessant. Ik was van plan om te gaan ANL-len, maar had me er nog niet echt in verdiept. Wordt dus nu waarschijnlijk een Class T.

Ik vraag me wel af hoe je verder gaat na die class-T zekering. Als je aftakt en een dunnere kabel neemt, zou die dan niet ook een class-T zekering ipv Mega/ANL moeten bevatten?

Als je ziet hoe snel de kortsluitstroom afneemt vanaf de polen na bv 3 m 50 mm2 kabel, zit je al op interrupting currents die ANL ook aan kan. Die zeer hoge kortsluitstromen zijn alleen realistisch voor LiFePO4 accu’s op of vlakbij de polen. Zo’n accu inclusief een paar meter kabel heeft een weerstand die al net zo hoog is als van een loodaccu; dan is ANL goed genoeg.

Ik kan mij overigens niet voorstellen dat je een vlamboog kunt opstarten zónder flinke inductieve load, maar kies zelf toch voor NH00.

Je kunt je ook afvragen wat het scenario is om binnen bv 0,5 m van de polen sluiting te maken bij een degelijk aangelegd systeem...

Mijn kabels vanaf de accubank zijn 4 keer 70 mm2 parallel ......

Nachtvlinder schreef :
Ik ga 70mm² kabel gebruiken van <2 meter voordat de boel verder verdeeld wordt. Waar heb je die informatie vandaan? Met google krijg ik alleen tabellen tot zo’n 12,6mm².

Als iedereen z’n lood bank zo serieus zou nemen als lifepo4 zouden de lood banken ook een stuk langer meegaan

Airgead schreef :
Hoe lang tot de eerste vertakkende busbar?

Waar het ook om gaat is wat het gesmolten materiaal van de zekeringdraad doet in geval van een vlamboog bij kortsluiting. Inductief of niet, in geval van sluiting zal er materiaal wegsmelten.
Dat kan heel rustig, maar kan ook met veel geweld (lees korte tijdsduur). In het laatste geval kunnen smeltdruppels weg spatten.

Sommige ANL zekeringen hebben een open ruitje, andere weer niet. Theoretisch uit een type met open ruitje een smeltdruppel ontsnappen...
Bij dat type zou zich ook (brandbaar)vuil in kunnen ophopen, etc.etc.

Bij een mespatroon (DIN00) is de zekeringdraad gevangen in een keramische behuizing, gevuld met zand. Dat geeft geen enkel risico. Mespatronen zijn uiteraard bedoeld voor hogere spanningen waarbij de zekeringdraad met redelijk geweld intern geweld kan smelten.

...Er bestaan ook nog explosieveilige typen - die mag je in de buurt van bezinetanks plaatsen. Bij smelten is de vonk/warmte afgeschermd van een evt. explosieve atmosfeer.

Orange Sunset schreef :
Op basis van de soortelijke weerstand van koper, het oppervlak van de kabeldoorsnede en de lengte (heen en terug) kun je de ohmse weerstand van de kabel uitrekenen.

Voor 4 m 70 mm2 (2 m heen en 2 m terug) is die 2 mOhm. Da's alweer factoren hoger dan de interne weerstand van de accu die ordegrootte van 0,4 mOhm (0,1 mOhm per cel) heeft.

Deze accu zou op de polen een kortsluitstroom geven van 32 kA
Diezelfde accu kortgesloten aan het einde van die kabel "slechts" 5000 A

Dat kan een ANL prima aan. Overgangsweerstanden zijn nog niet meegenomen hierin en maken de kortsluitstroom nog lager.

Dus systeem 1 (4 cellen in serie kortgesloten):
U = 13 V ; R = 0,0004 Ohm --> I = 32500 A

Systeem 2 (4 cellen en 4 m 70 mm2 kabel in serie kortgesloten):
U = 13 V ; R = (0,0004 + 0,002) Ohm --> I = 5417 A

Ik vraag mij overigens nog steeds af óf je wel een vlamboog kunt opstarten bij het doorsmelten van een zekering bij een ohmse belasting. Zonder induktief element in het kortgesloten circuit zal de spanning over die zekering nooit boven 13 V komen. Een lasinverter heeft een hoogspannings startsysteem juist om een vlamboog op te starten. In een ouderwetse lastrafo doet de trafo dat (object even aantikken met laselectrode sluit trafo even kort waardoor én stukje electrode wegspringt (de zekering!) én een hoge inductiespanning ontstaat die de vlamboog start.

Zónder inductieve elementen in de kring lukt dat bij 12 V toch nooit??

Ik voed zelf geen motoren of lieren etc. Incidenteel mss de startmotor. Zwaarste gebruiker is een 800 W inverter. Zelfs als daar aan de 230 V kant een inductieve gebruiker (kleine stofzuiger?) aan zou hangen, dan zie de voedende accu toch niets inductiefs??

Nachtvlinder schreef :
Van zekeringkast in de plus tot busbar voor de min waar de draden weer samenkomen en waar vervolgens de Raymarine shunt zit 3 meter 4 X 70mm2 bekabeling totaal.
De kans op kortsluiting is zo praktisch nul in dat circuit. Ik heb bij de shunt van Mastervolt niet de + en - er doorheen laten lopen, hetgeen zou betekenen dat deze vlak bij elkaar zouden lopen met een zekering van 1000A totaal. In plaats daarvan een losse + afgezekerd met 1A, toch weer een factor 1000 lager nietwaar?

Anyway: ik ben bezig de huidige installatie met fysieke eigenschappen op schema te zetten, zal deze wel eens posten.

Heb je je shunt wel op een hitte bestendige houder staan?
Ik heb ooit een keer meegemaakt dat door bijna sluiting de shunt roodgloeiend werd en vanaf zijn plastic steuntje viel tegen de stalen kast (-). Toen was het wel volledige kortsluiting.

Vroeger, 40 jaar geleden....maakte je de shunt nog in de plus (+) en dan direct naar een 60mV meter. Sinds de elektronische meters zit een shunt in de min (-)

@ Caldris:

Helaas heeft Mastervolt nu alleen een volledig geïntegreerde oplossing, en daar baal ik van. Ik heb zelfs nog gekeken of ik door het ding aan te passen alleen de logica kon gebruiken en dan gewoon aan te sluiten aan de super degelijke bestaande shunt.

Er zat bovendien een ontwerpfout in qua moeren die wegglijden als je het ding zoals ik verticaal monteert, waardoor ik het klote ding twee keer weer helemaal los heb moeten halen en monteren, hangend als een U gebogen over een rand en sleutelen aan schroeven en bouten aan de onderkant die je niet ziet.

Tjonge wat was dat een klote klus. Kon bijna geen goede en logische plek vinden voor de shunt, en heb uiteindelijk 1 massa aansluitstrip naar onderen verplaatst om de shunt ertussen te kunnen zetten.



Ik heb er nog over gedacht om contact op te nemen met Mastervolt, maar uiteindelijk niet gedaan. Niet een goed gevoel om een super degelijke en simpele oplossing te moeten veranderen naar eentje waar flitsende kleurtjes, veel plastic en geïntegreerd en deftige displays blijkbaar belangrijk wordt gevonden.

Wat was het handig geweest als ik de nieuwe logica gewoon aan de bestaande bestaande super degelijk gemonteerde shunt had kunnen monteren.

Fucking tupperware!

By the way: je ziet dat de + en de - in de nieuwe shunt vlak bij elkaar liggen en dat ik alleen met een (1A) gezekerde dunne plus draad de shunt van de + referentie/voeding heb voorzien.
In de oude situatie zat de shunt met messing verleng strippen tussen de twee aansluit strippen, goed verwijderd van het hout, goed gekoeld door massa strippen en de dikke kabels die eraan hangen.

Weer wat over de ervaring opgedaan.Triviaal maar:

Ik heb de cellen stuk voor stuk opgeladen met 12A tot 3,55V met een afkapstroom van 1A.
Ook al zijn de cellen sterk verouderd en zit er erg veel verschil tussen de capaciteit, de spanning na verloop van een dag en meerder dagen is binnen in een aantal duizendste volt gelijk.
Allemaal 3,33X Volt!

verder valt op, hoe logisch ook, dat de cellen zo goed als niets ontladen. Over meerdere dagen blijft (onbelast) de spanning gewoon staan.

Omdat de cellen zich settelen op 3,33V, zal afhankelijk zijn van het laadprotocol wellicht, ga ik nog onderzoeken, lijkt het voor de hand te liggen om dit als floatspanning te nemen, zeker niet hoger.
De cel vindt zijn natuurlijke ruststaat blijkbaar op deze spanning, en we willen als het schip aan de walstroom ligt dat de lader de stroom van de verbruikers levert en de accu geen cycli laten maken.

Het ontwerpproces is itererend, en er kan dus nog van alles veranderen.
Ik denk dat ik in dit draadje het ontwerpproces ga documenteren in grote lijnen.

Ik zie het ontwerpproces als een wolk die eerst leeg is. Langzaam aan wordt die gevuld met kennis en inzicht. Eerst gaat er erg veel tijd zitten veel informatie vergaring door studie en door experimenten. Het proces stuurt jou en niet andersom. Je "luistert" naar wat er nodig is op welk moment. Elke stap "voelt goed" Je weet waarom je hem doet, dat het de juiste stap is, en dat geeft de motivatie om je tijd, geld en energie erin te steken.

Airgead schreef :
Welke cellen, de 60 Ah of 304 Ah cellen?

Je mag bij deze chemie tot 3,37 V per cel gaan als floatspanning. Elke hogere spanning leidt tot doorladen en op termijn tot overladen.



Uit diezelfde Nordkyn tabel zie je dat absorberen tot 1 A tailcurrent bij 3,55 V leidt tot 100 %SOC bij een bank tussen 30 en 50 Ah. Jouw cellen zijn groter, dus je hebt niet tot 100 %SOC geladen. Hoeveel Ah heb je er in gestopt vanaf leeg? Of heb je nog geen vol danwel leeg calibratie gemaakt?

Dat de open klemspanning van cellen <90 %SOC binnen een paar millivolt liggen is normaal: de chemie bepaalt dat de curve daar zeer vlak is tov SOC. Dat betekent dus niet zoveel voor die SOC

Ik ben nu met dezelfde balanceer/laadproefjes bezig. De bestelde labvoeding is er nog niet dus ik probeer met behulp van de balancer op de bms en een extra Heltec balancer om de boel gelijk te krijgen. Laden doe ik met een multiplus 50A.
Het gaat maar erg moeizaam moet ik zeggen. Ik laad totdat de eerste cel rond de 3,62Volt zit, het laagste voltage is dan 3,51. Dan regel ik de multiplus terug van 14,65 naar 14,62 V (er is wat verlies onderweg). De cel met het hoogste voltage stijgt dan niet meer en de andere cellen trekken bij door de balancer behalve de laatste cel, dat duurt lang voordat daar beweging in komt. Ik laat die situatie dan 1 of twee uur zo staan.
Er loopt stroom door de Heltec balancer draden maar er gebeurt niet veel meer dan. Eenmaal was de laagste cel genaderd tot een verschil van 0,06, toen ben ik weer gestopt. Na ontladen en weer laden was het verschil weer 0,12 Volt, terug bij af dus.
M.a.w. ik denk dat sommige cellen wat meer power nodig hebben om tot de 3,65 volt te komen dan anderen naar ik hoop is dat alleen de eerste keer. Met een balancer heb ik twijfels of misschien na twee dagen bij een toplading.
Dat duurt me te lang, ik wacht even de labvoeding af.
Herkent iemand dit?

Ik denk dat een balancer geschikt is om kleine geleidelijke afwijkingen die tijdens normale laadcycli op kunnen treden weg te werken.
Zoals jij je onbalans beschrijft willen je laagste cellen toch nog wel wat lading ontvangen tov je hoogste cel. Ik zou dat idd handmatig doen. Voordeel is dat dit een eenvoudig en gecontroleerd proces is, en dat je je hoogste cel niet, zoals nu, lang boven 3,6 V hoeft te houden.

Nordkyn beschrijft een goed uitvoerbare topbalancing methode! Hier mijn ervaring daarmee:
zeilersforum.nl/index.php/foru...cer?start=25#1344653

Ik ben nu bezig met een capaciteit test en er is 3190 kWh afgefakkeld en nog even te gaan.
Grappig om te zien dat de cellen die bij topbalanceren het hoogste voltage hadden nu als eerste wat wegzakken. De cel die nu het hoogste staat was bij topbalanceren de cel met het laagste voltage.

holtere schreef :
Spannend, al een aardig stuk op weg!

Als een cel tijdens het laden de hoogste en tijdens het ontladen de laagste klemspanning heeft, heeft deze óf een hogere inwendige weerstand, óf (wanneer ook in rust het geval...) een lagere capaciteit.

Bij 3,1 V per cel is het einde nabij - althans bij mijn test

Als er stroom loopt door de busbars, de boutjes en de moertjes, dan heb je al gauw een paar mV verschil tussen de cellen. Dat komt door de verschillen in de overgangsweerstand. Bij hoge stroom is dit beter zichtbaar.

Of hier sprake van is, kun je zien aan het verschil in spanning bij laden en ontladen.

holtere schreef :
Dat is ook logisch toch? Dat is de cel met waarschijnlijk de kleinste capaciteit, sneller vol, sneller leeg

Vorige week ook mijn 4x304Ah cellen gebalanceerd en vandaag nog een pakketje ontvangen met wat aansluitmateriaal. Dus binnenkort kan ik de setup provisorisch in elkaar zetten. Via inkoopactie 5 komen er nog 4x304Ah cellen bij die parallel gezet gaan worden (2p4s).

Ik ga nog een malletje maken van het compartiment waar de accu's geplaatst gaan worden, dan kan ik thuis alles gereed maken voor montage in het voorjaar.

@ nachtvlinder: ik had het over de 60 Ah cellen die in werkelijkheid minder dan 50 Ah zijn en sterk verouderd.
Ik wist niet dat deze cijfers allemaal al bekend zijn, interessant. Mijn proef bevestigd deze cijfers aardig. Toch eens bij die Nordkyn jongens gaan kijken.

Nou ja, het ontwerpproces zal wel grotendeels of helemaal het wiel opnieuw uitvinden, maar that's OK.
Aan het einde van de rit is zelf ontwerpen van scratch alsof je een zeilboot zelf hebt ontworpen en gebouwd en precies van alle ins and outs weet.
Om het een beetje kwaliteit te geven ga ik ervan uit dat het ongeveer anderhalf jaar gaat duren op een organisch tempo.