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LiFeYPO4 12 V Batterie Balancing durch Einzelzellenladung 1 ... 6, 7, 8, 9, 10


Hans Kroeger am 30 Okt 2019 13:49:21

Stocki333 hat geschrieben:Was sagt ihr zum Konzept von Kai, wäre das praktikabel?


Theoretisch geht das, aber jeder Konverter mit einer Eingangsspannung von 3 Volt hat ein riesiges Problem mit dem Wirkungsgrad, und somit mit der Verlustwärme. Bei 2000 Watt Eingangsleistung wäre der Eingangsstrom um 700 Ampere. Das bedeutet viel Kupfer auf dem Weg zum Wandler. Dann bräuchte man eine ganze Batterie Mosfets im Wandler um 700 Ampere zu schalten. Kann man aufteilen auf mehrere Wandler, die dann auch gleich 230 V AC erzeugen ......Generell ist es teuer große Ströme umzuformen, viel billiger wird es im Bereich 100 A ....100 V. Teurer wird es wieder bei hohen Spannungen. Dafür gibt es bei hohen Spannungen eine große Produktpalette wegen der Solrtechnologie.

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Solarcomputer am 31 Okt 2019 11:18:14

Nun, nicht jeder braucht 2000W... wenn man das auf die üblichen 30 A Ausgangsleistung beschränkt, liegen wir bei 360W, also 120 A bei Single Cell. Mehrstufig auf 2-4 Wandler verteilt ist die Effizienz vielleicht ertragbarer... ich denke auch nicht dass es mit den heutigen Bauteilen günstig ist aufzubauen. Das Balancing ist weiterhin der goldene Weg.

PS mit mehrstufig meine ich den Strom, also parallele Wander. Ein kleinerer für den Standby, einer für mittlere Last... usw.

Hans Kroeger am 31 Okt 2019 15:51:51

Solarcomputer hat geschrieben:Nun, nicht jeder braucht 2000W... wenn man das auf die üblichen 30 A Ausgangsleistung beschränkt, liegen wir bei 360W, also 120 A bei Single Cell.

Hallo Kai, warum auch nicht? Allerdings ginge das wohl nur mit Eigenbau. Käufliche Konverter habe ich nur mit niedriger Leistung gefunden
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....und auch da bezweifle ich, dass so ein 100 W Modul einen Eingangsstrom von über 30 A schafft. Übrigens kann man DC/DC Wandler nicht einfach parallel schalten, um die Leistung zu erhöhen......trotzdem ist der Gedankengang nicht ganz ohne.....
Servus Hans

Hans Kroeger am 31 Okt 2019 17:50:52

Meine 200 Ah LiFePO4 Batterie ist fertig, für den Einbau in mein Wohnmobil.

Hier ist zunächst die einfachste Version KISS:


Diese habe ich erweitert (ich kann es nicht lassen) um die Konstantstrom Initialisierung, wie oben besprochen KISS+


Die Hardware sieht dann so aus




Und hier noch eine Auflistung der verwendeten Komponenten


Die Schaltung ist inzwischen ausgiebig getestet. Der Stromeigenverbrauch der EV Power Elektronik ist


Der Konstantstrom für die Initialisierung ist auf 1,5 V eingestellt, entsprechend etwa 3,65 V Zellenspannung. Bei einer Einstellung auf 1 A wäre die Zellenspannung etwa 3,54 V.

Anmerkungen: in meinen Beiträgen oben habe ich eine falsche CBM400 Kennlinie dargestellt. Tatsächlich beträgt der maximale Balancerstrom bei 4 Volt 2,0 A (und nicht 2,4 A) .

egocogito am 31 Okt 2019 19:54:10

Hallo Hans, du meinst wahrscheinlich 1,5A?

Interessant wäre noch, weil du es fix verbaut hast, wann hast du vor, mit Konstantstrom zu laden, in gewissen Abständen oder erst wenn Zellen davonlaufen?

PS: Sieht sehr sauber gearbeit und aufgeräumt aus.

Hans Kroeger am 31 Okt 2019 20:22:37

egocogito hat geschrieben:Hallo Hans, du meinst wahrscheinlich 1,5A?

Hallo Ego, genau, Schreibfehler.....

Interessant wäre noch, weil du es fix verbaut hast, wann hast du vor, mit Konstantstrom zu laden, in gewissen Abständen oder erst wenn Zellen davonlaufen?

Das weiß ich noch nicht. Das wird wohl erst die Praxis zeigen. Vielleicht nie?? Da ich nur das 24 V Steckernetzteil anstöpseln muss, ist die Prozedur sehr einfach. Andererseits wollte ich das 24 V Netzteil (noch) nicht fest einbauen. Damit verhindere ich, dass ich die Konstantstromquelle einschalte und dann vergesse. So sehe ich gegebenenfalls das eingesteckte Netzkabel......und wenn ich das Teil nie brauche, so freue ich mich wenigstens bei seinem Anblick. Ich weiß, Minimalisten und Pragmatiger verstehen das nicht....

PS: Sieht sehr sauber gearbeit und aufgeräumt aus.

Danke, ich nenne das Elektroästhetik , und der hübsche kleine Buck Regler durfte da natürlich nicht fehlen. :mrgreen:

Servus Hans

egocogito am 31 Okt 2019 20:42:41

Jetzt habe ich noch eine, nein, zwei Fragen Der Temperatursensor geht auf ein Ladegerät, welches? Und die Temperatur der Zellen wird wie gemessen?

Und nein, ich freue mich ebenfalls über Spielzeuge für Männer :-).

Hans Kroeger am 01 Nov 2019 06:25:22

egocogito hat geschrieben:Jetzt habe ich noch eine, nein, zwei Fragen Der Temperatursensor geht auf ein Ladegerät, welches? Und die Temperatur der Zellen wird wie gemessen?


Hallo Ego, der Temperatursensor geht zu meinem Votronic Triple 60/40/430.
Die Temperatur der Zellen messe ich mit einem Funkthermometer, dessen Sensor auf die Batterie aufgeklebt und mit Styropor umhüllt wird, um ihn von der Umgebung abzuschirmen.
Meine Batterien stehen (ohne Kiste) offen in einem Raum, durch den eines der Heizungsrohre verläuft. Bei diesem Rohr kann ich einen kleinen Abzweig öffnen , um im Winter den Batterieraum schnell warm zu bekommen. Das ist alles leicht zugänglich im unteren Teil des Küchenblocks.
Servus Hans

Hans Kroeger am 02 Nov 2019 17:31:48

Hallo, in mehreren Beiträgen wurde ein Stützakku erwähnt. Damit könnte ein harter Abbruch der Brennstoffzelle vermieden werden bei OVP/LVP Ereignis. Wer hat Erfahrung?
Akku Type AGM?
Akku Kapazität 4 Ah ?
Servus Hans

Stocki333 am 02 Nov 2019 18:54:11

Hallo Hans
erstmal Glückwunsch zu deinem Accu. Eine variante einer Schaltung der ich auch etwas abgewinnen kann. Muß mich allerdings noch mit der BCU- Micro 008 noch auseinandersetzen. Kannte ich noch nicht.
Zu deiner Frage:
Bei mir läuft ein 300Ah Winston. Und es gibt eine Besonderheit. ich starte auch von der Aufbaubatterie.
Um Probleme mit der Notabschaltung der Winston aus dem Weg zu gehen, ist ein Stützaccu eingebaut.
33Ah AGM. Wird mit 2 Trennrelais über Klemme 15 zugeschaltet. Also nur bei Motorlauf ein Hybrid.
Es gab noch einen zweiten Grund. Aufrechterhaltung der Stromversorgung im Pannenfall und Schutz der Motorelektronik. Und startet den Diesel auch ab - 5 Grad Aussentemperatur. System hat jetzt 74 000 Km am Buckel.
Gruß Franz

Hans Kroeger am 02 Nov 2019 19:51:08

Stocki333 hat geschrieben:Hallo Hans
erstmal Glückwunsch zu deinem Accu. Eine variante einer Schaltung der ich auch etwas abgewinnen kann. Muß mich allerdings noch mit der BCU- Micro 008 noch auseinandersetzen. Kannte ich noch nicht.

Hallo Franz,
Danke, die BCU-Micro Platine funktioniert einwandfrei. Gut ist, dass man mit dem selben Schalter EIN/AUS/RESET machen kann.

.......ist ein Stützaccu eingebaut. 33Ah AGM. Wird mit 2 Trennrelais über Klemme 15 zugeschaltet. Also nur bei Motorlauf ein Hybrid.

Ich möchte den kleinst möglichen Stütz-Akku wegen des Gewichtes. Der muss permanent am Bordnetz hängen, nur wegen der Brennstoffzelle.
Ich habe noch einen dritten Akku ( 72 Ah, gehört zur VW Standheizung) den ich über ein Trennrelais manuell dazu schalten kann, genauso, wie die 85 Ah Starterbatterie. Also alle Möglichkeiten für einen "Notbetrieb" im Fehlerfall.
Servus Hans

Stocki333 am 02 Nov 2019 20:42:37

Ich habe noch einen dritten Akku ( 72 Ah, gehört zur VW Standheizung)

Fliegt wahrscheinlich raus. Bei 200 Ah. Oder nimm den, als Stützaccu.
Sonst reicht für die Brennstoffzelle ein Kleiner PB- Accu. Sollte nur in der Lage sein den Max. Strom die die Liefert aufzunehmen. damit die Brennstoffzelle abschalten kann.
Was passiert eigentlich wenn die Brennstoffzelle ohne Accu dasteht.
Franz

Hans Kroeger am 03 Nov 2019 08:35:10

Ich habe noch einen dritten Akku ( 72 Ah, gehört zur VW Standheizung)

Stocki333 hat geschrieben:Fliegt wahrscheinlich raus. Bei 200 Ah. Oder nimm den, als Stützaccu.

Hallo Franz
Der ist über ein Trennrelais mit Starterbatterie und Heizung verbunden, keine Ahnung wo. Ich möchte diese Batterie als mittelgroßen Reservetank nicht missen. Hat mir schon mal gute Dienste geleistet, als meine Effecta AGMs schlagartig den Geist aufgegeben haben, und ich, Dank dieser Batterie, den Rest unseres Urlaubs anständig über die Runden brachte.
Stocki333 hat geschrieben:Sonst reicht für die Brennstoffzelle ein Kleiner PB- Accu. Sollte nur in der Lage sein den Max. Strom die die Liefert aufzunehmen. damit die Brennstoffzelle abschalten kann.

laut gedacht....wenn die Winston in Richtung 16 Volt auf einen OVP zusteuert.....sollte die Brennstoffzelle (BZ) längst abgeschaltet sein. Mein Mobile Technology Unterspannungsschutz MT100 sollte alle Verbraucher bei Überschreiten der 15,5 V ebenfalls vom Netz genommen haben. Der Stützakku muss dann nach dem OVP nur die Elektronik der BZ versorgen, das ist minimal. Ohne Stützakku wäre die BZ von der Winston getrennt, aber auch das sollte kein Problem sein, wenn sie tatsächlich vorher abgeschaltet hat. Dann wäre der Stützakku überflüssig.
Die Winston werden ab jetzt langsam über die CBM400 Module entladen, mit 2 A abnehmend......die Winston können sich entspannen.
Zeit zur Fehlersuche.......und gegebenenfalls für eine Initialisierung mit meiner Konstantstromquelle.

Was passiert aber beim LVP? Angenommen meine angeschlossenen Verbraucher entladen die Winston, während mein Triple nichts, oder zu wenig liefert. Mein Wechselrichter schaltet bei 10,7 V ab, ebenso wurden bei dieser Spannung vorher alle anderen Lasten durch meinen Unterspannungsschutz vom Netz getrennt. Die BZ läuft zu diesem Zeitpunkt, und lädt die Winston und den Stützakku solange, bis der Unterspannungsschutz die Lasten bei 12,2 V wieder einschaltet. Abhängig davon, wie groß diese sind, würde die BZ die Lasten versorgen und mit dem Überschuss auch die Winston + Stützakku laden. Wenn also die Winston Zellen gut ausbalanciert sind, käme es überhaupt nicht zum LVP, dann bräuchte ich aber auch keinen Stützakku.
Denkfehler??

Frage in die Runde: wie schützt ihr Eure Lasten gegen die Überspannung von 16 V, bevor ein OVP ausgelöst wird?
Stocki333 hat geschrieben:Was passiert eigentlich wenn die Brennstoffzelle ohne Accu dasteht.

Das ist kein Problem. Man sollte nur vermeiden, während der Startphase, des Betriebes oder der Abschaltphase der BZ "den Stecker zu ziehen".
Servus Hans

geralds am 03 Nov 2019 09:42:51

Hans Kroeger hat geschrieben:

Frage in die Runde: wie schützt ihr Eure Lasten gegen die Überspannung von 16 V, bevor ein OVP ausgelöst wird?


Gar nicht, ich baue darauf das weder das Netzgerät (sehr sehr selten verwendet) noch der Solarregler eine so hohe Spannung erzeugt.
Mein Balancer trennt bei einer Überspannung von 3,85V (15,4V)

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 03 Nov 2019 10:15:37

geralds hat geschrieben: Mein Balancer trennt bei einer Überspannung von 3,85V (15,4V)

Hallo Gerald, gute Wahl!! Ich habe leider nur festen Wert bei 3,99 V
Servus Hans

lisunenergy am 03 Nov 2019 10:41:35

Ein ovp passiert nicht bei 16 volt, sondern bei einer Zelle 3,9volt. Die gesamte Spannung liegt ja bei der Ladeentspannung 14,2-14,6 volt. Ovp bei 16 volt have ich nur bei einem defekten Solarladeregler erlebt, der hatte die Modulspannung durchgeleitet. Akku blieb ganz nur einige Geräte waren defekt.

Bei Brennstoffzellen im Winter kann LVP zum Desaster werden, da die Erhaltung wärme nicht mehr gegeben ist.
Ich bin aktuell nicht auf dem laufenden was bei Efoy mit der Li Einstellung alles geändert wurde. Meistens fliegt sie beim Kunden nach Lifepo4 raus.

Hans Kroeger am 03 Nov 2019 10:57:48

lisunenergy hat geschrieben:Ein ovp passiert nicht bei 16 volt, sondern bei einer Zelle 3,9volt.

Hallo Lars, bei meinen Prints ist es ziemlich exakt 4 V je Zelle, gemessen. Sind die Zellen gut balanciert (Delta 10 mV), dann würde ein durchgeknalltes Ladegerät sehr nahe an die 16 V kommen. Nur darum ging es mir.

Bei Brennstoffzellen im Winter kann LVP zum Desaster werden, da die Erhaltung wärme nicht mehr gegeben ist.

Da hast Du mich voll erwischt. In meiner ursprünglichen "Elektronikgrab" Variante der Batterie, hatte ich deshalb ein Relais vorgesehen, mit dem die BZ bei OVP/LVP auf meine Starterbatterie umgeschaltet wurde, genau aus diesem Grunde. Bei meinem Umwandlungsprozess zur KISS Version habe ich das wieder vergessen. Peinlich!

Ich bin aktuell nicht auf dem laufenden was bei Efoy mit der Li Einstellung alles geändert wurde. Meistens fliegt sie beim Kunden nach Lifepo4 raus.

Auch meine Richtung.....Problem ist nur, dass ich EFOY Testfahrer bin.....und einen Kompressorkühli habe....die nahe Zukunft wird das klären.....
Servus Hans

Stocki333 am 03 Nov 2019 11:02:31

hallo Hans
Wann trennen deine Balancer über das Relais die Accus vom Bordnetz.
Bei der Anlage von Lars wenn ich das noch richtig im Kopf habe.
LVP ...11,0
OVP...15,4
Eigentlich dürfte die Überspannung nur durch einen Defekt irgendeiner Ladeeinrichtung auftreten.
Bei Unterspannug sieht die Welt anders aus. Hier mußt du unterscheiden zwischen kleinen und grossen Entladeströmen.
Bei grossen Entladeströmen wie bei Wr-Betrieb ist du bei 11 Volt leer. SOC 100 %. Schaltetest du dort ab. steigt die Spannung sehr schnell über 12 Volt. Darum solltest du dort eine Hysterese haben. Denn wenn du die Last nicht trennst kommt es zum flattern des Relais.
Anders sieht die Choise bei geringen entladeströmen aus. Dort bist du mit 12 Volt auch leer. Und kommst in den Tiefentladebereich.Schaltet der Balancer bei 11 Volt ab, bist du schon Grenzwertig unterwegs. Diese Spannungen sind aber auch noch Temperatur behaftet.
Franz

Hans Kroeger am 03 Nov 2019 15:47:02

Stocki333 hat geschrieben:hallo Hans
Wann trennen deine Balancer über das Relais die Accus vom Bordnetz.

Hallo Franz, ich verwende die Balancer CBM400 von EV Power, mit
LVP...2,5 V entspricht 10 V, bei 4 exakt balancierten Zellen,
OVP...4 V entspricht 16 V bei 4 exakt balancierten Zellen.
Eigentlich dürfte die Überspannung nur durch einen Defekt irgendeiner Ladeeinrichtung auftreten.

Sehe ich genau so.
Bei Unterspannug sieht die Welt anders aus. Hier mußt du unterscheiden zwischen kleinen und grossen Entladeströmen.
Bei grossen Entladeströmen wie bei Wr-Betrieb ist du bei 11 Volt leer. SOC 100 %.

Ich würde das so formulieren: Bei sehr großen Strömen ist (wegen des Innenwiderstandes derZelle) bei 2,5 V Klemmenspannung die sogen. EMK der Zelle beispielsweise 2,8 V. Schaltet das Relais bei 2,5 V ab, dann springt die Klemmenspannung sofort von 2,5 V auf 2,8 V . Bei 4 Zellen wäre das nach dem Abschalten ein Sprung von 10 auf 11,2 V.
Darum solltest du dort eine Hysterese haben. Denn wenn du die Last nicht trennst kommt es zum flattern des Relais.

Deswegen musste ich mir bei meinem ersten BMS nachträglich eine elektronische Widereinschaltsperre ausdenken......jetzt verwende ich den BCU Micro, den ich nach dem LVP manuell per Schalter zurücksetzen muss.

Anders sieht die Choise bei geringen entladeströmen aus. Dort bist du mit 12 Volt auch leer. Und kommst in den Tiefentladebereich.Schaltet der Balancer bei 11 Volt ab, bist du schon Grenzwertig unterwegs.

Ich gehe davon aus, dass die Zellen bis 2,5 V keinen bleibenden Schaden erleiden.
Ich bekomme diese Woche LiFePO4 Rundzellen für Entladetests. Dabei werde ich schrittweise bis zur volständigen Entladung auf 0 Volt testen, .......... :angry: .......der Feuerlöscher steht bereit......
Servus Hans

Stocki333 am 03 Nov 2019 16:07:12

Ich bekomme diese Woche LiFePO4 Rundzellen für Entladetests.

Bekommst du die leicht aus Passau.
Franz

Hans Kroeger am 03 Nov 2019 17:04:39

Stocki333 hat geschrieben:Ich bekomme diese Woche LiFePO4 Rundzellen für Entladetests.

Bekommst du die leicht aus Passau.
Franz[/quote]
Nein, die müssten dann ja "schwarz" sein, wenn sie aus Niederbayern kommen. Meine sind blau.....kommen aber nicht aus Thüringen sondern aus Oberbayern.... :lol:
Servus Hans

Stocki333 am 03 Nov 2019 18:10:25

Nein, die müssten dann ja "schwarz" sein, wenn sie aus Niederbayern kommen.

Naja, man glaubt gar nicht wie Politik zu Verfärbungen beiträgt. :cry: :cry:
Franz

Hans Kroeger am 04 Nov 2019 00:15:19

Stocki333 hat geschrieben:Naja, man glaubt gar nicht wie Politik zu Verfärbungen beiträgt. :cry: :cry:
Franz

Warte mal, wie die nach meinen Tests aussehen, wahrscheinlich doch schwarz.....Hans

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