Zusatzluftfeder
cw

Sunlight T67 - Ersatz einer 2 AufbauBatt durch LiIon 1, 2


George67 am 13 Jun 2019 16:04:58

Stocki333 hat geschrieben:Hi Georg
... Bin schon auf das Ergebnis gespannt.
franz

Ich auch, ich auch.... :D

George67 am 13 Jun 2019 16:24:48

Block Nr. 3 in Test-Entladung.



Schön gleichmässig....

George67 am 13 Jun 2019 20:36:39

Wr es bisher noch nicht mitgelesen hatten, ein Moderator hat auf meine Bitte hin den Faden hierhin (Nach LiFePo) verschoben.

Die falsche Einordnung in AGM-Ordner war meine Unerfahrenheit.

George67 am 17 Jun 2019 17:13:56

So, der 3. Akkublock hat den Entladetest bestanden, alles bestens und fast vollkommen synchron. Jetzt geht es daran, die Blöcke elektrisch zu verheiraten und auch mechanisch zu einem Block zu vereinen, soweit das möglich ist.

George67 am 17 Jun 2019 18:59:44

So, um die Fachleute bei Laune zu halten, hier ein Testaufbau der Wandler.

Dies ist die komplette Elektronik, links werden 12 V Bleibatt angeschlossen, rechts die 36 Volt von den LiIon Blöcken. Die grüne Platine ist genau passend in ein PC-Netzteil da habt ihr die Größe.

Ihr seht im Bild 4 Wandler, alles stammt aus der Bastelkiste, weil ich damit am schnellsten die Funktion testen konnte. Dafür habe ich ein paar Einschränkungen, z.B. "etwas" weniger Ladestrom als in der endgültigen Version geplant.

Links unter der Wandler, der aus 36 Volt 12V macht, eingestellt auf 12,8 Volt. Ruhestrom 4 mA. Geschaltet wird nur der Eingang, das reicht, der Ausgang kann an 12 V bleiben. Es fehlte eine Strombegrenzung (auf 8 A), die habe ich in Form eines Arduino-Stromsensors "angebastelt". Die dazu nötigen 5 V erzeugt ein kleinerer Wandler aus 12 Volt, der unter der grünen "Balkonplatine" klebt.

Rechts ist der Wandler von 12 auf 36 bzw. 40 Volt. Der ist etwas schwachbrüstig, schafft nur 1,5 A bei 40 Volt und wird auch etwas warm dabei... max. Eingangstrom theroretisch ist 10 A, praktisch etwas 7 A max. , etwas besseres war gerade nicht da.
Ausgangsspannung ist auf 40 Volt eingestellt, dass ist die gewünschte max. Ladespannung. Strombegrenzung sorgt für eine CC-Kennlinie darunter.
Oben ist noch ein Wandler... eigentlich brauche ich davon nur die Unterspannungsabschaltung, damit steuere ich die beiden anderen. Das ist schon alles. Das kann man mit einem Arduino besser und intelligenter machen, aber der Knaller ist, dass das so schon funktioniert. Naja, eine Lüfter muss noch gesteuert werden von der Kühlkörpertemp des Boost Konverters. "Hochkomplexe" Technik.

Für beide Haupt-Wandler hat das chinesische Ruderboot bereits Nachfolger hierher gepaddelt, aber die kommen dann in die nächste Version hinein. Wofür hab ich das wohl mechanisch modular gemacht....

Der kleine Schalter rechts ist nur für Testzwecke bzw. als "Vorwahl", damit kann die Ladung auf Wunsch dauernd auf Aus geschaltet werden.

Das ganze wurde mit einer alte Bleibatt, einem 36 V Block, einem 12 V 20 A Ladegerät und einer Last getestet - für 2 komplette Ladungen und Entladungen. Gottchen, was der arme kleine Booster ackert, um den LiIon Block zu laden.... aber klein darf man sein, wenn man nur zäh genug ist. Abgesehen von der geringeren Leistung funktioniert das tatsächlich wie geplant - einfach an die 12 V AGM anklemmen und vergessen. Es ist keine weitere Bedienung erforderlich, Ladung und Entladung funktioniert automatisch.
Der Gag ist sogar, dass zuerst der LiIon Block leer wird, dann erst die AGM.... und das mag sie..... immer schön voll bleiben, ja keine Zyklen machen.

Und, wie ich schon sagte, die nächste Version erhält stärkere Wandler und wahrscheinlich den Arduino.

Stocki333 am 17 Jun 2019 22:11:29

Hallo Georg
Rechts ist der Wandler von 12 auf 36 bzw. 40 Volt.
.
Bleibst du mit absicht bei den 40 Volt.Normalerweise ist die Ladeendspg. bei 42 Volt. oder habe ich was falsches im Kopf.
Gruß Franz

George67 am 17 Jun 2019 23:45:26

Stocki333 hat geschrieben:Hallo Georg
Bleibst du mit absicht bei den 40 Volt.Normalerweise ist die Ladeendspg. bei 42 Volt. oder habe ich was falsches im Kopf.
Gruß Franz

Absichtlich, alles richtig. Lebensdauerverlängerung. Über 4,0 nimmt die Alterung schnell zu.

und unter 3.2 auch.

Stocki333 am 18 Jun 2019 07:41:18

Hallo Georg
Wie wirkt sich die niedrige 40 V Spg. auf die Drift aus. Die haben das selbe problem das die Drift im oberen Bereich auftritt.
Ich frage deshalb, weil ich wollte das mit meinen E-Bike Accus machen. Nach einem Sommer waren die Accus so daneben, das die nicht mehr automatisch abgeschaltet haben. Erst nach einigen Volladungen hat sich das wieder gegeben. Bosch 500 Wh.
bin schon neugierig wie das Verhalten. deiner nicht mehr ganz neuen Zellen. Wenn du die so betreibst.
Gruß Franz

George67 am 18 Jun 2019 13:21:15

Stocki333 hat geschrieben:Hallo Georg
Wie wirkt sich die niedrige 40 V Spg. auf die Drift aus.

Hallo Franz,
erste Antwort: garnicht.

Stocki333 hat geschrieben: Die haben das selbe problem das die Drift im oberen Bereich auftritt.

Bessere Antwort, nicht mehr als sonst auch, wobei Drift nicht nur im oberen Sp.-Bereich auftritt, sondern bei allen Spannungen, aus mehreren Ursachen, und das auch bei allen Akkutypen.

Stocki333 hat geschrieben:Ich frage deshalb, weil ich wollte das mit meinen E-Bike Accus machen. Nach einem Sommer waren die Accus so daneben, das die nicht mehr automatisch abgeschaltet haben. Erst nach einigen Volladungen hat sich das wieder gegeben. Bosch 500 Wh.

Das liegt wahrscheinlich daran, dass auch diese Hi-Tech BMS der Pedelec nur im oberen Spannungsbereich balancen, vermutlich erst über 4 Volt. Kann man machen, wenn man das Ladegerätverhalten genau kennt, weil man es selber hergestellt hat.
Was nirgendwo in den Anleitungen steht ist, dass man den Akku gelegentlich schön lange am Ladegerät dranlassen soll, auch wenn er schon als voll angezeigt wird. DAS ist die Zeit, wo die Balancer arbeiten können.

Stocki333 hat geschrieben:bin schon neugierig wie das Verhalten. deiner nicht mehr ganz neuen Zellen. Wenn du die so betreibst.
Gruß Franz

Es wird dich nicht überraschen, dass ich das ziemlich vorhersagen kann.
Die Akkus haben ca. 4-6 Monate gelegen, nachdem sie einen Zyklus erhalten hatten, dabei balanciert wurden, und auf 3,6 V/Zelle zum Lagern entladen. Nach dieser Zeit waren sie noch immer in Balance, maximal 20 mV, wie vorher.
Achtung, 20 mV sind bei LiIon ok, weil die Spannungskennlinie viel steiler ist als bei LiFe oder bei Blei. So steil, dass man keinen Computer braucht. Diagramm folgt.
Dann haben sie nochmal 1-2 Zyklen mit dem Wandlerteil bekommen, dabei ware die Zellen von oben bis unten schön im Gleichschritt (wie vorher), max 30 mV über die ganze Entladung.
Also, habe ich keine Zellen mit übermässiger SD, und alle Zellen arbeiten noch. Damit dürfte ich kaum ein Driftproblem haben.
Und den Rest macht der Balancer, den ich bei meinem BMS frei einstellen kann.

thomker am 18 Jun 2019 13:37:26

wobei Drift nicht nur im oberen Sp.-Bereich auftritt, sondern bei allen Spannungen, aus mehreren Ursachen, und das auch bei allen Akkutypen



Ich lese hier schon die ganze Zeit interessiert mit, bin weiterhin sehr gespannt, wie's weiter geht.

Aber hier muss ich meinen Senf auch dazu geben. Bei meinen Lifeypo4 Akkus sind die Spannungen zwischen SOC 10 und 95% bei allen Zellen gleich, sowohl bei Ladung als auch bei Entladung. Nur im oberen Ladebereich so ab 14,3V "driftet" eine Zelle immer leicht nach unten ab, (oder die anderen 3 nach oben) aber nur 0,02 - 0,03V. Sobald wieder etwas entladen wird, sind wieder alle genau gleich bis 3 Nachkommastellen. Meine Balancer fangen bei 3,6 V langsam an zu arbeiten.

Gruß
Thomas

Stocki333 am 18 Jun 2019 17:13:09

Das liegt wahrscheinlich daran, dass auch diese Hi-Tech BMS der Pedelec nur im oberen Spannungsbereich balancen, vermutlich erst über 4 Volt.

Das sehe ich genau so. Am BC kann man das Sehr gut beobachten. Max Ladestrom zwische 20 und 85 %. Über 85 % wird der Ladestrom zurückgefahren. Ist er voll wird er über den CAN- Bus abgeschaltet. Macht er aber nicht wenn nicht ausbalanziert. Vermutlich hören die Balancer auch zu arbeiten auf. man muß den Accu kurz abschliessen um einen neuen Zyklus zu starten. Nach dem 4x funktionierte er wieder einwandfrei. Den kannst du 1 Woche angeschlossen lassen. Er bleibt beim Fehler. Machen sie vermutlich mit Absicht um zu gewährleisten das bei einer schwächelden Zelle die nicht permanent versorgt wird. Ist aber nur eine Vermutung.
Gruß Franz

George67 am 19 Jun 2019 04:13:09

thomker hat geschrieben:Ich lese hier schon die ganze Zeit interessiert mit, bin weiterhin sehr gespannt, wie's weiter geht.

Thomas, schön, dass du hier bist.

thomker hat geschrieben:Aber hier muss ich meinen Senf auch dazu geben. Bei meinen Lifeypo4 Akkus sind die Spannungen zwischen SOC 10 und 95% bei allen Zellen gleich, sowohl bei Ladung als auch bei Entladung.

Wie ich oben schon schrieb, sind die Spannungskurven über der Ladung bei LiFePo viel flacher als bei LiIon.
Hier ein Beisiel für LiFe:

Quelle: --> Link

Vollkommen flache Kurven, zum großen Teil ändert sich die Spannung bei Entladung fast nicht. Das sind mal gerade 200 mV über die gesamte Kapazität. Oder 2 mV für 1 %. 20 mV für 10 %.
Nur bei fast leer und fast voll sieht man größere Änderung der Zellenspannung.
Daher hast du im geraden Teil der Entladung keine Spannungsunterschiede, und darum weiss ein Balancer nicht so recht, was er balancen soll.

Bei LiIon sieht es ganz anders aus:


Das ist mehr als 1 V über die gesamte Kapazität. das wären 1 mV für 0,1 %, 10 mV für 1 %. 30 mV sind dann mal gerade 3 % der Kapazität.

Man schaut ja nach diesen Spannungen bzw. Spannungsdifferenzen, weil sich darin haupsächlich die Fehler von verschiedenen Zellkapazitäten und verschiedenem Ladungszustand der Zellen abbilden. Hast du keine Differenz, hast du kein Problem.

Bei LiIon hat der gleiche mV-Wert aber wegen der verschiedenen Kurven eine viel geringere Bedeutung.
Deswegen sage ich, dass ich bei 20 mV bei LiIon mir garkeine gedanken mache. Für LiFe wäre das besorgniserregend, falls es nicht oben oder unten bei der Kap ist.

thomker hat geschrieben:Nur im oberen Ladebereich so ab 14,3V "driftet" eine Zelle immer leicht nach unten ab, (oder die anderen 3 nach oben) aber nur 0,02 - 0,03V. Sobald wieder etwas entladen wird, sind wieder alle genau gleich bis 3 Nachkommastellen.

Man könnte meinen, dass diese Zelle ein bischen kleineren SOC hat. Aber wohl auch nichts weltbewegendes.

thomker hat geschrieben:Meine Balancer fangen bei 3,6 V langsam an zu arbeiten.

Ganz oben, wie üblich. Mit dem üblichen Problem, dass du nie balanced, wenn die Zelle eine Weile lang nie ganz voll wurde.

George67 am 19 Jun 2019 04:17:48

Stocki333 hat geschrieben:Nach dem 4x funktionierte er wieder einwandfrei. Den kannst du 1 Woche angeschlossen lassen. Er bleibt beim Fehler. Machen sie vermutlich mit Absicht um zu gewährleisten das bei einer schwächelden Zelle die nicht permanent versorgt wird. Ist aber nur eine Vermutung.
Gruß Franz

Franz, ich habe mir den Panasonic nur soweit angeschaut, dass ich tiefschlafende BMS wiederbeleben kann. Bosch kenne ich noch garnicht.
Ich sehe keinen Sinn darin, in die Software hineinzuschauen, das wäre eine endlose Plackerei.
Und Benutzen tue ich den Panasonic BMS auch nicht, der fliegt raus.

George67 am 20 Jun 2019 09:27:46

Es geht etwas langsam voran.
Gerade bin ich dabei, die 3 Blöcke mechanisch zu verbinden und die Balancerdrähte durchzuschleifen. Beides ist wegen der Umgebungsbedingungen (Erschütterungen) kritischer als bei Akkus, die ruhig im Keller aufm Regal liegen.

Leider sind die Blöcke das Ergebnis einer Konstruktion, die sie in ein formschönes allseitig abgeschrägtes Gehäuse einbaut. Somit sind an dem Trägerrahmen der Zellen alle Winkel zu finden, die es gibt, ausser einem : 90 Grad. Das wäre ein Fall, wo man mit einem 3d-Drucker Paßstücke drucken könnte, aber sowas habe ich (noch) nicht. Also alles Handarbeit.

Und auf Vergusskunststoff warte ich auch noch.

George67 am 30 Jun 2019 10:16:58

Meilenstein.

Nr. 5 lebt !

Die Blöcke sind verbunden und das BMS ist angeschlossen. Nur an die Positon der Temperatursensoren muss ich nochmal dran, dann gibts auch ein Bild.

George67 am 07 Jul 2019 10:26:05

Es hat etwas gedauert, aber nun sind die 2 Sensoren in den Spalten zwischen den drei Blöcken, alles ist angeschlossen.

Gestern habe ich 10 Stunden lang versucht, mit einem Ladegerät (2 A) den Akku mal höher zu bringen.
Nach 12 h hatte er doch tatsächlich 3,8 V/Zelle (vorher 3,6 V). Ganz schön zäh der Knabe. :D

Gerade noch mal gemessen, alle Zellen aller Blocks haben Ladung bekommen uns sind auf 3,8 V, heisst alles richtig angeschlossen und durchverbunden. Heute nachmittag wird vollgeladen, und dann kommt über Nacht der Kapazitätstest.

George67 am 11 Jul 2019 22:35:31

Der Block kam mit 1400 Wh aus dem Test. netto.

Albrecht0803 am 14 Jul 2019 06:53:37

Mich hat das Thema auch elektrisiert. Habe mal ein wenig kalkuliert und denke, daß die von Georg angedachte Lösung zum halben Preis eines LiFePoY machbar ist.

Ich habe einiges an Erfahrung mit den 18650-LG oder Panasonic Zellen im Bereich extrem lang fliegender Drohnen (2h und mehr). Werde auf jeden Fall eine WoMo-Batterie auf dieser Basis versuchen. Schaltung 10s10p, also obere Spannungsgrenze 40 bis 42V.

Entsprechende Wandler habe ich schon bestellt, kommen aus China. Welches programmierbare BMS verwendest Du? Und wie programmiert man sowas? Ich habe im Moment nur die fest programmierten in der Pipeline, die aber die Spannungsgrenzen oben und unten extrem ausreizen.

Freue mich auf den Erfahrungsaustausch und bin immer begeistert dabei, mal etwas jenseits der allseits bekannten Pfade zu probieren.

George67 am 14 Jul 2019 11:46:52

Hi Albrecht, freue mich, dass du dabei bist.
Antwort im Detail folgt.

George67 am 15 Jul 2019 09:00:40

Ich bin ein paar Tage weg, deswegen für dich die wichtigen Details.
Albrecht0803 hat geschrieben:Mich hat das Thema auch elektrisiert. Habe mal ein wenig kalkuliert und denke, daß die von Georg angedachte Lösung zum halben Preis eines LiFePoY machbar ist.

zum halben Preis?
Ich sage noch nichts dazu, damit ich den Schock für die Community nicht vorwegnehme.

Albrecht0803 hat geschrieben:Ich habe einiges an Erfahrung mit den 18650-LG oder Panasonic Zellen im Bereich extrem lang fliegender Drohnen (2h und mehr).

Das müssten dann aerodynamische sein.
Hast du an dem Drohnenmarathon teilgenommen ?

Albrecht0803 hat geschrieben:Werde auf jeden Fall eine WoMo-Batterie auf dieser Basis versuchen. Schaltung 10s10p, also obere Spannungsgrenze 40 bis 42V.

ich bin momentan bei 10s18p.
Denk von vorneherein daran, dass mechanische Schalten von 42 V DC grenzwertig ist.

Albrecht0803 hat geschrieben:Entsprechende Wandler habe ich schon bestellt, kommen aus China.

Welche hast du bestellt ?

Albrecht0803 hat geschrieben:Welches programmierbare BMS verwendest Du?

--> Link

SZLLT ist der Hersteller, gibts auch bei einigen Händlern. Bestell auch so eine Box für 6-8 Dollar mit, brauchst du für den Anschluss an den PC, um alle Parameter setzen zu können.
Ich habe mittlerweile 3 Stück davon, in der 20 A Ausführung. Das reicht mir bei meinem Konzept und für einen Akkutester.
Ich weiss mittlerweile, dass die im Pedelec-Bereich tätig sind und dass das BMS samt App aus diesem Bereich stammt. Die Platinen sind von richtig guter Qualität. Also keine Frickelkiste. Allenfalls die Übersetzung und Bedienung ist krude, aber die technischen Details sind ok.

Albrecht0803 hat geschrieben:Und wie programmiert man sowas? Ich habe im Moment nur die fest programmierten in der Pipeline, die aber die Spannungsgrenzen oben und unten extrem ausreizen.

Hab mich leider falsch ausgedrückt, zu volkstümlich.
Es werden Parameter gesetzt, entweder mit App oder PC. Vollkommen easy.
Du kannst einstellen, was du willst. Strom/Spannungsbegrenzungen, Lade- und Entladesperre in Abhängigkeit von der Temperatur, getrennt für Laden und Entladen..... usw. Denk dir was aus, es gibt es.

Albrecht0803 hat geschrieben:Freue mich auf den Erfahrungsaustausch und bin immer begeistert dabei, mal etwas jenseits der allseits bekannten Pfade zu probieren.

Auf ins unbekannte !

Albrecht0803 am 15 Jul 2019 09:45:06

Moin Georg

Erfahrung mit Drohnen:
Nein, das sind schon echte Multikopter. Vier Luftschrauben, 17“ Größe, Fluggewicht unter 2kg. natürlich dann ohne Nutzlast. Befeuert von LG INR 18650 MJ1, oder entsprechenden von Samsung oder Panasonic. An Wettbewerben habe ich nicht teilgenommen, aber Erfahrungsaustausch mit Enthusiasten in einem Drohnenforum. 2h Flugzeit war meine persönliche Bestleistung. Die Jungs aus dem Forum haben das aber noch ein wenig übertroffen.

Preis:
Ich habe die Zellen von Nkon.Nl bezogen, die deutschen Anbieter sind deutlich teurer.


10p oder 18p:
kommt drauf an, wieviel Kapazität man will, und wo das Kostenoptimum liegt.
Nimmt man die 3,5Ah-Zellen, braucht man entsprechend weniger, als mit 2,5ern. Die Hochkapazitätszellen haben allerdings zwei Nachteile:
Ihre Strombelastbarkeit ist geringer und die Ladetemperatur sollte über Null Grad liegen. Unter 0° wird Ladung mit max. 0,1C empfohlen. Hier sind Zellen geringerer Kapazität weniger empfindlich.

Ich könnte mir vorstellen, dass man per Temperatursensor und Ventilator bei niedrigeren Temperaturen die Lade-Stromversorgung zunächst zum Heizen verwendet und erst bei verträglichen Temperaturen zum Ladeanschluß durchschaltet.

Wandler: link:
--> Link

BMS: Danke für den Link. Habe mir bei BMSbattery.com zwei Smartbms bestellt und einen usb-Adapter dazu. Werde Deine Quelle auch noch beauftragen.

Danke für die ausführliche Information, ich glaube, das Konzept kann die Stromversorgung in Wohnmobilen nochmal deutlich verbessern.

George67 am 15 Jul 2019 16:43:02

Noch schnelle Hinweise:
0,1 C sind bei meinen 50 Ah nur 5 A. Und ich lade eh nur mit 3 A. Momentan. Ein Vorteil, wenn man 80% Lösung macht statt eierlegende Wollmilchsau.

Gibt auch nochn möglichen Trick: auch wenn man unter 0 Grad nicht laden darf, entladen darf man. Bei höheren Verlusten. Und die wärmen den Akku auf..... Daraus will ich auch noch was machen, später.

Dein boost Wandler scheint der gleiche zu sein, den ich habe. Welchen abwärts Wandler hast du?
Deine BMS muss ich mir noch anschauen, nächste Woche.

Albrecht0803 am 15 Jul 2019 20:39:07

Hi Georg,

Ich dachte, meine Wandler können beide Richtungen?

Auf jeden Fall sollten diese

--> Link

dazu in der Lage sein. Sind ebenfalls bestellt.

Ein wenig Sorge macht noch der Eigenverbrauch der Wandler. Hoffentlich wird das nicht zuviel, sonst zieht man sich die Batterien womöglich damit leer, zumindest wenn man keine Solarunterstützung hat.

George67 am 15 Jul 2019 21:49:21

Nein, dein Link ist imho nur Step up.

Du wirst 2 getrennte nehmen müssen. z.B.
--> Link
für down.

Zum Verbrauch: Freitag.

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