Onderwerp: Laadspanning buitenboordmotor temmen

Hallo,

Onze catamaran heeft 2 elektrisch gestarte 8Pk Yamaha werkmotoren (4-takt, BJ 2014). We willen van onze AGM-accubank (3*110Ah // geschakeld) overstappen op LiFePO4. Deze accubank wordt voor alles gebruikt: huishouden, ankerlier en het starten van de 2 motoren. We hebben (en willen, vanwege plaats en gewicht) géén afzonderlijke startaccu('s) - de motoren kunnen indien nodig ook met de hand gestart worden. De motoren laden bij volgas dus elk +/- 6A in de accubank.

Ondanks de aanwezigheid van (volgens het schema) een "rectifier-regulator" loopt bij nameten de batterijspanning na het starten op nog geen minuut op naar 15.54V. Dat bij een bijna volle accu. Gelukkig gaat dat met mijn AGM accu's en boordelectronica al jaren goed, maar voor LiFePO4 is dat dodelijk.
Zoals in andere draadjes aangegeven heb ik - als test op de AMG accu's - de + draad vanuit de "rectifier-regulator" afgekoppeld en verbonden met de + ingang van een 20A zonnecel-regelaar. Beide - aansluitingen naar de minpool van de accu (dat is ook de min/massa vanb de BB-motor) en de + uitgang van de regelaar naar de pluspool van de accu. Alles in de juiste volgorde aangesloten. Dit werkt echter niet, de regelaar blijft "nachtstand" aangeven. Als ik i.p.v. naar de + ingang van de regelaar met dit afzonderlijk draadje naar de pluspool van de accu ga, meet ik zowel spanning als stroom. Mijn vermoeden is dat de spanning vanuit de motor niet voldoende hoog boven de spanning van de accu uitkomt. Bij mijn regelaar is niet opgegeven hoevéél hoger de ingangsspanning moet zijn, enkel "hoger".

Dus mijn vraag: hoe krijg ik de laadspanning van mijn motoren "getemd", m.a.w. met absolute zekerheid begrensd tot nét onder de overspanningsbeveiliging van het BMS van de accu? Zal dus ergens in de regio van 41.2-14.6V zijn

Suggesties meer dan welkom

Wim

Het best werkt een 'buck-converter' die 45V kan verdragen en dit terug regelt naar de gewenste maximum laadspanning. De converter moet ook een regeling hebben om de maximumstroom in te stellen want LiFePO₄ cellen hebben een veel lagere inwendige weerstand dan loodaccu's. Zonder stroomregeling bestaat de kans dat je de laadspoel(en) doorbrandt.
Groeten, Peper.

Ik heb een enkele LFP 280Ah accu op mijn lichte Carbon trailer sailor ter vervanging van twee kleine LA accu’s.
Cellen 21kg; totaal ingepakt 25kg.

Het weglaten van de aparte loodaccu die altijd 12V laat zien aan de dynamo’s maakt de zaak extra complex en moet je alleen doen bij een werkelijk voordeel. Gewicht maakt op mijn lichte bootje werkelijk uit. Zowel qua zeilen, als bij het max trailer gewicht.

Regulator heel houden:
Kijk na of jouw regulator er tegen kan als de accu zelfstandig afschakelt als deze vol is. Als dat zo is moet je daar een oplossing voor zoeken:
-niet laden op de motor, maar wal en zonnepanelen: je hebt twee dagen autonomie op zo’n accu.
-afschakelen tussen laadspoel en regulator: je hebt dan een bms nodig die signalen naar buiten kan geven of een externe bms.
-een alternatieve mogelijkheid is om een zware weerstand te plaatsen die altijd de spanning aan de LFP beperkt tot 13,6V en de oplossing van Peper met een DC-DC parallel: die kan je dan afschakelen zowel als de dynamo te warm wordt alswel op een high V die lager ligt dan de instelling op de bms (NB: die HighV is dan op batterij niveau en de bms op cell niveau en in het sommetje moet je een marge houden voor cell verschillen).

Laadspanning beheersen:
Hier heb ik ook lang over gedaan. Allerlei alternatieven bedacht en liggen nog spullen in de restanten doos.

Mijn laadspanningskromme ging tot boven de 14V. Allerlei spullen gekocht, maar na overleg met mijn bms leverancier een getest: welke spanning meet je aan de LFP en zie dan of er nog iets nodig is. Bij mij krijgt de dynamo met zijn lage stroom het voltage van de LFP nauwelijks omhoog. Mijn dynamo-regulator is dus geen “ideale contante V spanningsbron” en dat was voor mij ideaal.
Werkte bij mij bij 14+ (in de grafiek). Weet niet of dat ook werkt bij jou (15+ gemeten aan de LA accu?) ook werkt. Maar proberen op een “niet-volle LFP” zou een hoop gedoe kunnen besparen.
Kijk anders of er een andere regulator is?
Of is er een voltage sense draad die niet is aangesloten die het voltage naar een normaal niveau had moeten brengen.

Temperatuur en/of laadstroom beheersen:
Dit wil je niet maar moet wel zoals Peper schrijft. Twee mogelijkheden:
-laadstroom beperken opdat de dynamo niet te heet wordt. Vervolgens moet je er wel voor zorgen dat je een DC-DC kiest die daardoor ook niet te heet wordt.
-temperatuur bewaken en bij bereiken van het maximum ingestelde de laadstroom afschakelen (zie regulator heel houden); zo heb ik het.
-als laatste maar dan door de stroom terug te regelen bijvoorbeeld door de voltage sense te “foppen” of door de dynamo aan te sturen (zie ook een aantal draadjes over).


Startaccu
Eigenlijk heb je met 1 grote accu een serviceaccu met een start reserve of een overmatige startaccu.
Je moet wel iets hebben om te waarschuwen dat je in je reserve gebied komt.
Dat kan een los spanningsalarm zijn of het automatisch afkoppelen van de gebruikers.
Tijd om de motor te starten of om zuinig naar de haven gevaren of te wachten op zon.
Ik heb de motor permanent op de cellen. Starten moet altijd kunnen ook als de bms dat niet verstandig vindt.
Ik neem aan dat jij ook nog met een trekkers kan starten? Werkt dat? Ook als je het nooit gebruikt?

Zie verder mijn draadje. Dat begint met het kopen van de cellen en nauwelijks wetend waar ik aan begin, tot het uitzoeken in detail en het kiezen van een specifieke bms geschikt voor mijn toepassing.
Met dank aan alle tips en bijdragen in dit forum gekomen tot een eigen oplossing:
591227-enkele-lifepo4-bank-zonder-startaccu-wat-nu?

Op mijn vorige boot (de motor heb ik nog) heb ik de standaard Yamaha gelijkrichter vervangen door één van Briggs & Stratton die begrensd is op 14,2 volt. De paar ampères die de motor (een 9.9 High Thrust) kan leveren kregen mijn eerste 100 Ah accu maar één keer helemaal vol en mijn tweede 200 Ah accu nooit. Als dat een interessante optie voor je is wil ik het typenummer wel voor je opzoeken.

Peper schreef : Ik vermoed dat de genoemde 41,2V, 14,2V moet zijn...

Ik denk dat ook, maar het staat er niet. Dus...

Je kan een shuntregelaar gebruiken van een windmolen met dump weerstand als alternatief voor dc-dc converter.
Werkt 100%.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Hallo,

41.2V was uiteraard een tikfoutje - mijn excuses.

Over starten van de motoren maak ik me geen zorgen, is in 33 jaar nog nooit fout gegaan.
Is de 'buck-converter' waar Peper over spreekt een "DC-DC acculader" of "B2B" lader, dus zoiets als een "Renogy 20 A DCDC acculader" op Amazon? En als de converter een regeling moet hebben om de maximumstroom in te stellen, is dat dan iets heel speciaals of hebben de meeste dat aan boord? En kunnen die dingen werken zonder startaccu aan de ingang, dit zonder schade te veroorzaken aan het laadsysteem of zichzelf?
Dit lijkt me wel de meest eenvoudige oplossing, met kant-en-klaar te kopen materiaal - om zelf componenten te gaan bijeenzoeken en samenbouwen heb ik noch de kennis, noch de tijd.

Ik heb een Victron accumonitor aan boord (dacht een BMV700) en let erop bij de AGM accu's nooit onder 60% SOC te gaan. Bij de lithium gaat dat ergens 20 à 30% worden, en maximum laden tot 95%.

"Kijk na of jouw regulator er tegen kan als de accu zelfstandig afschakelt als deze vol is." Hoe doe je dat? Laaddraadje onderbreken bij draaiende motor? Maar als hij er niét tegen kan is hij intussen wél stuk...

"-niet laden op de motor, maar wal en zonnepanelen: je hebt twee dagen autonomie op zo’n accu." Als er echt niets uit de bus komt zal het dat moeten worden, maar liever niet: wij zijn in de zomer ongeveer 6 maand continu aan boord en gaan maximaal 1 * per week aan de walstroom. Voor de rest moet de accubank en 220wP zonnepanelen de boel draaiend houden. Alles wat de motoren kunnen leveren is dus meer dan welkom, ook al gaan ze nooit de accu naar 100% kunnen brengen - dat is de bedoeling niet.

Temperatuurcontrole van de dynamo in een BB motor lijkt me niet doenbaar - Eén van de motoren is bvb merkbaar warmer (als je aan de kap voelt na een tijdje varen) dan de andere. Wat misschien wél kan is de relaisuitgang van mijn Victron monitor gebruiken om de DC-DC uit te schakelen. Maar moet dan de uitgang naar de accu onderbroken worden, of de ingang (met het risico op schade aan de laadspoel)?

De Briggs & Stratton gelijkrichter begrensd op 14,2 volt, moest die extern gemonteerd worden of kan je die bij onder de kap kwijt? Dat is mogelijk een goedkopere en gezondere oplossing dan een DC-DC converter (ik heb er natuurlijk wel 2 nodig) Als het niet te veel moeite is graag het typenr, en eventueel een NL leverancier?

Hoe werkt zo'n windmolen "shuntregelaar met dumpweerstand"? Lijkt me dat die weerstand wel eens heet zou kunnen worden, dus een goeie koele maar droge plek hiervoor vinden is ook niet simpel. En ik heb er tot nu toe enkel 3-fasige gevonden, gaat volgens mij niet werken bij een ééndraads 12V uitgang?

LFP met interne BMS zonder loodaccu is lastig en niet middle of the road.

Als je nu eens die 3x110Ah vervangt door 1x45Ah startaccu. Gewoon alles overzetten.
Dan ga je van geschat 80kg naar 12kg. 12Kg die veel problemen oplost. Is mij ook aangeraden, maar ik was eigenwijs en moest mijn eigen puzzel leggen.

Hierop zet je een DC-DC en een 280Ah LFP van 25kg.
Je verplaatst je service afnemers nu naar de LFP.
Resultaat: gewicht gehalveerd; capaciteit verdubbeld.

DC-DC alleen aan als er laadspanning is.
Je schakelt de DC-DC uit als de dynamo’s te warm worden. Dat kan je monitoren of een keer testen met een 2€ temperatuur meter van Ali. Bij mij duurt het 2,5 uur of langer. Dan zet je er een timer op als ingrijpen op BBM ongewenst is.
Probleem is namelijk dat de “normaal” toegepaste DC-DC de Orion 18A Smart voor jouw toepassing in de praktijk geen laadstroom beperk8ng is. Jij zou een kleinere moeten hebben maar die heeft Victron niet.

Blijft de spanningsregelaar.
Waarom heeft deze de verkeerde V. Uitzoeken of vervangen door het hier voorgestelde type.

Jouw motoren laden blijkbaar parallel of 1 3x110Ah accubank.
Moet nog uitgezocht dat dat zomaar kan? Of is, blijkbaar kan het genoeg. (Geen verstand van, maar RooieDirk, Peper etc weten dit vast wel).

Als je voor zes dagen tekort komt dan leg je er een paneeltje bij.

Kan je die Orion 18A Smart niet in max. stroom instellen????

Anders een TS400C-25, die kan je vanaf 0 ampere instellen, met trillingsensor.

Sterker geen enkele Orion DC DC geïsoleerd of niet kun je ook maar iets van de max stroom instellen .

Je kunt alleen de uitgangsspanning in iets van plus/ minus 5V beïnvloeden .

En alleen de smart heeft een temperatuur begrenzing (daar is een draadje over).
En dat gaat om de temperatuur van de smart en niet van de dynamo.
Het enige dat de dc-dc beperkt is de stroom tot max 18A. En dat vraagt een standaard dynamo van 50A of meer volgens de ervaringen op de fora. Minder naar eigen inzicht.

Het wordt sowieso één 230Ah accu, zónder afzonderlijke startaccu - daar is geen plaats meer voor, en de 230Ah is ook beslist op basis van de afmetingen. 2 * 110Wp vast gemonteerde zonnepanelen is alles wat we zinvol kwijt kunnen, maar er komt nog een los 100Wp paneel bij voor als we stil liggen - alle beetjes helpen.

Ik denk niet dat ik een defecte of fout aangesloten spanningsregelaar heb, de resultaten bij beide motoren zijn quasi gelijk. Waarschijnlijk heeft Yamaha vroeger besloten dat de minimale lood(start)accu die ze voorschrijven hier wel tegen kan, en nauwkeuriger betekent ook duurder... De motoren zijn van 2014, het binnenwerk en de componenten zijn dus grotendeels al 20 jaar of langer geleden ontwikkeld.

Om de accu te beschermen lijkt de spanningsregelaar vervangen door een betere, bvb de B&S, me de simpelste en meest betrouwbare oplossing, maar dan heb ik het laadcircuit zélf nog niet beschermd... Voor een TS400C-25 of gelijkaardig (in €€€) is er geen budget meer, dus die oplossing valt af.

Naast de cellen, was ik nog een zelfde bedrag kwijt om e.e.a. systeemtechnisch in te bouwen en dan nog gereedschap voor zelfbouw.

De simpelste oplossing met een 110Ah startaccu vraagt ook om een DC-DC.
Anders zelf bouwen volgens het draadje van Peper. Maar een marine droge uitvoering kost meer dan eentje uit de winkel.

Maar als je geen startaccu gebruikt en een DC-DC gebruikt valt jouw huidige Voltage meestal wel binnen de input-range. Dat scheelt weer.
Is dat genoeg? Anders een week niet naar de boot of iets anders.

Je kan op drie manieren de temperatuur beheersen:
-stroom buiten de bbm verminderen dat de eindtemperatuur nooit behaald wordt
-of erbinnen.
-die stroom regelen; beide gevallen
-die stroom onderbreken bij te hoge temperatuur vóór de spanningsregelaar.
Stoppen of regelen vraagt om een temperatuur sensor.
Erbuiten permanent verminderen vraagt om een schatting wat die stroom dan wel mag zijn. Die stel je in op de DC-DC. Instelbare DC-DC zijn meestal duur.

Je kan de prijsconsequentie ook uitstellen: op de motor laden regel je later.
Of je laat de oude spullen zitten en zet de LFP er voorlopig naast.
Als een alternatief maken makkelijker is dan geld maken of geld besparen.

Als het geld op is moet je wat anders kiezen op een andere as.
Betekent niet altijd dat die oplossing ook bestaat maar opent wel een nieuwe ontwerpruimte en leidt vaak tot onverwachte inzichten. Maar meestal alleen door “diegene die met dit probleem worstelt onder de douche”.

Ik heb het DC-DC buck/boost module in de foto diverse malen toegepast als CC/CV charger. Zou denk ik ook hier goed toepasbaar zijn.
120W (met fan voor koeling). Constante stroom instelbaar, Constante spanning instelbaar. Kost bijna niets. Alleen geschikt doosje zoeken (in foto standaard 220V electra doosje) en 12V fan opschroeven.
Ik gebruik dit o.a. om de start accu op te laden met als bron LFP, dus als boost van 13.4 naar 14.2V, maar uiteraard ook voor andersom geschikt met input van je rectifier/regulator en output naar LFP accu. Instellen om LFP charge V niet boven 13.8 of 14V te laten uitkomen met begrenzing van de stroom. Input V max 35V.







NB Fan in de foto is wat over-bemeten, maar had ik nog liggen en paste mooi. Een klein computer fannetje volstaat.....

Nog eenvoudiger is om de rectifier/regulator direct aan te sluiten op de LFP accu, maar de + wel via een Voltage switch. Kost ook bijna niks. Stel de voltage switch in op de max LFP spanning, bijv 13.8 of 14.0V zodat de output van de BB motor rectifier/regulator wordt onderbroken bij bereiken van die spanning. Ik denk niet dat onderbreken van de relatief kleine laadstroom een probleem is voor de diodes van de rectifier. Het relais van dit soort voltage switches is meestal geschikt om max 10A te schakelen, dus dat is ook geen probleem.

Als ik het goed begrijp is het niet de laadspoel - op het Yamaha schema heet deze trouwens "lighting coil", misschien een indicatie dat ze enkel niet-spanningsgevoelige gebruikers verwachten aan de uitgang - maar wel de "rectifier/regulator" die zou kunnen sneuvelen bij plots afschakelen.

Kan ik dan niet de relais-uitgang van de reeds aanwezige Victron accu-monitor gebruiken om de verbinding tussen beide te onderbreken met een simpel relais? Gaat dan om de groene en groen-witte draden in het schema. De stekkerverbindingen hierin zijn gelukkig redelijk vlot bereikbaar. En is één draadje onderbreken dan voldoende of moeten beide afgeschakeld worden? Dan kan de afzonderlijke laaddraad vanuit de motor ook vervallen en blijft hij laden via zijn dikke startkabels.

Of mis ik hier iets?

Ik zie toch duidelijk dit:




Wellicht dat er iets in te stellen is intern? Of de regelaar niet helemaal lekker is?

@ Wimzwhim,

Vaar je veel op de motoren ? Zijn het uren of meer minuten ?

Ik denk dat de laadstroom zo laag is, dat onderbreken de rectifier niet zal beschadigen. Bij een BB motor zou dit erg zwak zijn omdat onderbreken makkelijk kan gebeuren. Hangt van de gebruikte diodes af.

Prima als je bestaand signaal van accumonitor wilt gebruiken om relais aan te sturen, maar ik zou het simpel houden en een aparte V-switch gebruiken. Hoef je ook geen draden te trekken naar monitor.

Ik zou alleen de rode draad onderbreken, moet voldoende zijn.

Vindt je onderbreken te risicovol, dan is de oplossing met het DC-DC ladertje een goede. Belangrijk is dat je naast spanning de laadstroom kunt instellen.

De regelaars op beide motoren geven quasi hetzelfde resultaat, dus twéé defecte regelaars lijkt me weinig waarschijnlijk.
En als er al iets instelbaar zou zijn (waaraan ik twijfel, is voor Yamaha ook weer duurder), dan kan ik er toch niet bij zonder de motoren uit de boot te halen en waarschijnlijk half te demonteren - geen optie... Ik ben al heel blij dat ik bij de stekkerverbindingen kan, die zijn grotendeels gegroepeerd - waar de eigenlijke componenten juist zitten heb ik voorlopig het raden naar. Lijkt me ook niet relevant (ervan uitgaand dat idd niets instelbaar is).

Normaal gebruiken we de motoren enkel voor aanmeren en losgooien, dus idd minuten. Maar we doen ook kanalen (Hansweert, Walcheren, Goes, Gent-Terneuzen) of moeten bij windstilte naar een meeting "elders" en dan is het dikwijls uren 2 motoren op volgas. Dus moet in beide gevallen zowel de accu als het laadcircuit beschermd worden. En dat moet automatisch gebeuren, zowel bij afmeren (plekje zoeken, meertouwen, stootwillen,..) als op de kanalen (beroepsvaart, sluizen en bruggen oproepen,..) is mijn aandacht elders nodig.

Waarom denk je aan defecte regelaar?

Wimzwhim schreef :
Dat geeft een idee hoeveel Ah je verwacht te kunnen laden vanaf je dynamo's. Misschien is niet laden wel te overwegen.

De laadspanning van kleine buitenboordmotoren is meestal rimpelig. De meeste goedkope voltmeters geven dan dan nog wel eens onvoorspelbare resultaten, meestal aan de hoge kant.

Botte oplossing: als je accu's vol zijn : met schakelaar laadstroom onderbreken. Pas aanzetten als je accu's behoorlijk ver ontladen zijn. Met 12A - eigen gebruik laad je hooguit met 8A op. Dan ben je heel wat motoruren verder voor je te hoge spanningen krijgt. Bedieningsfouten voorkomen: gebruik een relais dat afvalt als je contact uitstaat, en pas inschakelt als je bewust de laadstroom inschakelt.
Laadstroom inschakelen kan dan alleen bewust, zodat je niet per ongeluk met volle accu's toch gaat bijladen.


Voor begrenzen laadstroom: halogeenlamp van 6A in serie schakelen.

Er zijn subtielere oplossingen, dit voldoet wel aan de eisen van bedieningsfouten voorkomen en lage kosten.

Groeten, Geert-Jan

Niet laden vanaf de motoren is plan B - alle beetjes die ik kan laden wil ik ook effectief benutten. Beperkende factoren: heel houden van accu en laadsystemen (2 motoren), gewicht, plaats en kostprijs

Ikzelf denk niet aan defecte regelaars, maar het idee is hier geopperd ("regelaar niet helemaal lekker").

Zowel mijn - idd goedkope voltmeter - als de Victron accumonitor geven gelijkaardige waarden. Deze laatste zou ik niet direct als een goedkoop metertje uit de bouwmarkt durven bestempelen, dus volgens mij is de laadspanning die standaard uit de motoren komt idd te hoog.

Handmatig schakelen wil ik absoluut niet. Redenen hiervoor in mijn vorige post.

"Voor begrenzen laadstroom: halogeenlamp van 6A in serie schakelen" Hoe kom je aan die 6A? wordt wel een flink zoeklicht: 6A*12V=72W. En ga ik dan bij lage toerentallen nog iets van laadstroom overhouden? Maar wel een idee dat ik kan en ga uittesten op de AGM's. De LiFePO4 is vanochtend geleverd maar gaat voorlopig nog niet naar boord.

Is de "DC-DC buck/boost module" zoiets als in bijgevoegd screenshot? Als ik het goed begrijp is dit géén CC-CV lader maar wordt aan de uitgang zowel (dus gelijktijdig) stroom als spanning begrensd, wat er extra aan energie ingestopt wordt gaat via de koellichamen verloren als warmte. Geeft dit dan ook bescherming aan het laadsysteem?