Onderwerp: Li-ion accu opslag met geïntegreerde balancers

Max is ingehaald! Ik ben klaar met de heftruck.

De cellen staan in de bak en zijn aangesloten. Eh, bij ongeïsoleerd gereedschap geeft dat al snel een paar kleine 'Roozeboosjes', maar er is gelukkig geen gereedschap gesmolten.


Het contactslot is heel simpel...

de 8 cellen staan op 3,38 of 3,39V. De oude loodzwavelzuur accu monitor vindt dat 'vol'. Aangezien de heftruck 3 weken niet gebruikt gaat worden vanwege de bedrijfsvakantie, wordt de accu niet verder geladen of gebalanceerd. Dat zal na de bedrijfsvakantie gebeuren.

Voorlopig worden de accu's op hun plaats gehouden door keggen, maar na de vakantie komt de ballast links en rechts van de accu. Dan wordt ook de 3-phase snellader met een laadstroom van 200A op de LFP cellen aangepast met betrekking tot de eind-laadspanning en komen er high current balancers in.

Met het optillen van de oude accubank heeft de heftruck geen enkele moeite en kiept door de 600kg niet voorover.

Rij impressie
Met de lichtere accu en met een drastische vermindering van de inwendige weerstand gaat het heftruckje 'als de brandweer'. De hydraulische motor aarzelt geen ogenblik als er rijdend wordt gelift en van vooruit naar achteruit wordt geschakeld. Er is geen enkele onderbreking merkbaar, de wielen slippen zelfs bij omschakeling van de rijrichting.
Na de vakantie wordt bezien of de accucapaciteit voldoende is om een dag met de heftruck te werken zonder bij te laden.

"Han, als we na de vakantie weten of er een hele dag met het ding kan worden gereden, heb ik nog twee kandidaten voor ombouw" zegt de Elan eigenaar. Einde van m'n pensioen...
Ook het einde van mijn input in dit topic... Ik heb nu een economisch belang gekregen bij 'drop in replacement' van lood-zwavelzuur accu's voor LFP accu's en de forumregels laten niet toe dat ik daar dan nog over publiceer. Geeft niet, wie wat wil vragen kan altijd een pb sturen.

Groeten, Peper.

Leuk: "goud, Au!"
Lood is Pb, uranium U, dat doet dan weer minder pijn.
Wat een bijzonderheid dat goud pijn doet in het elementair systeem.

Geen zorgen buurman, ik kom in de situatie jou nog veel grotere cellen te laten zien dan de 800Ah op de foto's.

PS wat te denken van goud titanium zwavel titanium koolstof!
P

Mooi werk Pepper!

Freek

Ik ben nog niet officieel een 'drop in replacer' van loodzwavelzuur accu's voor LFP accu's, dus ik kan tot die tijd er volgens de forumregels nog over posten.

Omdat ik elektrisch vaar en mijn LFP accu's via zonnepanelen laadt en niet via de alternator van een verbrandingsmotor, is het laden van LFP accu's met een alternator voor mij nooit een thema geweest en daarmee ook nooit een probleem. Voor het heftruckje ook niet! Voor anderen wel. Ik wil in deze lange 'Peperpost' de problemen rond het laden van LFP accu's aankaarten en een mogelijke oplossing bieden.

8 LiFePO4 cellen laden via een alternator
De specificaties van LFP cellen zijn per fabrikant verschillend. In de hieronder aangegeven waarden kunnen fabrikant specifieke verschillen voorkomen.

Laadspanning:
Een LFP cel zit ‘vol’ als deze een onbelaste klemspanning heeft van 3,4V. De SOC is dan >90%. Om een SOC van 100% te garanderen wordt een laadspanning van 3,65V gebruikt. Dit is tevens de absoluut hoogste spanning die de cel kan verdragen zonder direct schade te ondervinden in de vorm van het teruglopen van de capaciteit. Wordt een LFP cel geladen met een spanning van 3,4V dan wordt een SOC van meer dan 80% bereikt, maar nog geen 100%. Bij cellen die volgens dit algoritme worden geladen is een levensduur van 6000 cycli bereikt.
Bij het laden van 8 LFP cellen is een veilige maximale laadspanning: 8 x 3,4V = 27,2V. De SOC is dan hoger dan 80%. Wilt u beslist de 100% SOC bereiken dan kan dat met een absoluut maximum van 8 x 3,65V = 29,0V als laadspanning. Gebruikt u dit algoritme, dan wordt aangegeven dat u 2000 van de 6000 cycli aan levensduur zult inleveren.
Bij een Sterling laadregelaar in de stand “Amerikaanse gel accu” (volgens de gebruiksaanwijzing van de Sterling alternator regelaar), zou de eindlaadspanning niet boven 28,2V mogen komen. Dit is 1V boven de ‘veilige’ laadspanning van 27,2V maar blijft in elk geval onder de absoluut maximale laadspanning van 29,0V. De SOC zal boven de 90% komen en via interpolatie zal de levensduur waarschijnlijk terug lopen naar 5000 cycli.

Laadstroom:
Een LFP cel mag doorgaans met 1c worden opgeladen, dit betekent dat een cel met een capaciteit van 100Ah met 100A mag worden geladen (Ook voor deze waarden is het zo dat deze per fabrikant verschillen). Voor een loodzwavelzuur cel zou dit ‘snelladen’ betekenen, voor een LFP cel is dit ‘normaal’. Afhankelijk van het fabricaat bedraagt de Inwendige weerstand 1mOhm per cel (range van 2mOhm tot 0,6mOhm voor cellen van 100Ah tot 330Ah) Voor een 24V accu komt dat neer op 8 x 1 = 8mOhm.

Hoogst haalbare laadstroom:
Laadstroom bij geheel lege LFP accu van 8 cellen (Ucel = 2,5V, Uaccu = 20V) en een laadspanning van 28,2V (loodzwavelzuur gel accu setting) bij een Ri = 8mOhm: 28,2V – 20V = 8,2V / 0,008Ohm = 1025A (bij een Ri van 0 van de alternator en de bedrading. Dit gaan zowel de bedrading als de alternator niet overleven). De regelaar van de alternator moet een stroombegrenzer hebben om dit te voorkomen. Een andere mogelijkheid van begrenzing is dat de regelaar een temperatuursensor heeft op de alternator die de bedrijfstemperatuur meet en op basis daarvan het afgegeven vermogen terug regelt.

Praktisch hoogst voorkomende laadstroom:
Laadstroom bij een tot 30% SOC ontladen LFP accu (Ucel = 3V, Uaccu = 24V) en een laadspanning van 28,2V (loodzwavelzuur gel accu setting op een Sterling regelaar) bij een Ri = 8mOhm: 28,2V – 24V = 4,2V / 0,008Ohm = 525A (bij een Ri van 0 van alternator en bedrading. Zonder een laadstroombegrenzer zal dit zeker in een verbrande alternator resulteren).

Ontwerp laadstroom:
Situatie bij een loodzwavelzuur gel accu: ontladen tot 40% SOC (Uaccu = 22V Ri accu 0,1Ohm) en een laadspanning van 28,2V (loodzwavelzuur gel accu setting van een Sterling regelaar) bij een Ri = 0,1Ohm: 28,2V – 22V = 6,2V / 0,1Ohm = 62A (bij een Ri van 0 van alternator en bedrading. Dit komt dicht bij de maximale stroom voor de alternator. Aangezien zowel alternator en bedrading ook nog een weerstand vormen voor de laadstroom, zal de maximale stroom van 50A niet waarschijnlijk worden overschreden en de alternator niet waarschijnlijk doorbranden).

Laadstroom beperking door een externe weerstand:
Laadstroom bij geheel lege LFP accu (Ucel = 2,5V, Uaccu = 20V) en een laadspanning van 28,2V (loodzwavelzuur gel accu setting van een Sterling regelaar) en een PTC weerstand (gecalibreerde staaldraad) van 0,1Ohm in serie en een Ri = 8mOhm: 28,2V – 20V = 8,2V / 0,108Ohm = 75,9A (over de een Ri van de dynamo en de bedrading zal zoveel spanning vallen dat deze stroom niet wordt gehaald en deze zal worden beperkt tot ongeveer 50A).
In deze serieweerstand zal 577W worden gedissipeerd! Door de positieve temperatuurscoëfficient van een staaldraad neemt de weerstand toe en zal de stroom en de dissipatie afnemen maar de alternator zal niet doorbranden vanwege de hoge laadstroom. Neemt de laadstroom af omdat de accu voller wordt, dan daalt de temperatuur van de weerstand, neemt de weerstandswaarde af en de stroom weer toe. Er ontstaat nu een balans tussen de waarde van de laadstroom en de temperatuur van de weerstand, waarbij bij een lage accuspanning (omdat deze leeg is) wordt gecompenseerd door een hoge spanningsval over de weerstand. De laadstroom zal in een gebied constant worden gehouden totdat de accu minder stroom vraagt omdat de accuspanning door de ladingstoestand hoger wordt. Hierdoor neemt de stroom door de serieweerstand af en daarmee ook de spanningsval over de weerstand en kan de accu tot boven de ‘veilige’ spanning van 27,2V komen en ‘zachtjes’ tot 28,2V worden opgeladen. Dit gaat een aantal cycli in levensduur kosten, het is nog niet bekend hoeveel precies aangezien dit ook nog afhangt van de tijd die de cellen boven hun 3,4V blijven.
Bij gelijktijdig verbruik door aangesloten toestellen zal deze spanning niet waarschijnlijk worden gehaald. Een akoestisch overspanningsalarm is zinvol en deze zou bij 27,5V moeten afgaan en tot een actie moeten voeren om het laden van de LFP accu te stoppen.

Storingsoorzaak bij een doorgebrande alternator:
De alternator brandt door op basis van temperatuursverhoging boven de voor de alternator gestelde bovenwaarde. De alternator is meestal op de motor gemonteerd in de motorruimte. De temperatuur in de motorruimte is veelal hoger dan de temperatuur in de rest van de boot. De temperatuur van de alternator in gebruik kan worden verlaagd door de toevoer van koude lucht naar de ventilator vinnen van de alternator of andere wijzen van koeling. Hierdoor kan de alternator theoretisch langer zijn maximale stroom leveren zonder door te branden.
Bij het opnemen van een serieweerstand moet deze zijn warmte ook kwijt en het kan voordelig zijn deze niet in de motorruimte aan te brengen. De motor zuigt lucht aan voor de verbranding. Het aangezogen volume voor een viertakt verbrandingsmotor is gelijk aan het toerental maal de helft van de cilinderinhoud. Voorbeeld: 1600 cc motor op 3000 toeren zuigt 800 x 3000 = 2400000ml lucht per minuut aan. Dat is 2400 liter per minuut. Plaats de weerstand in de aanzuig weg (een 40 mm PVC buisje vanuit de motorruimte naar buiten) en er is voldoende koeling voor een dergelijke weerstand.



De installatie moet zo worden uitgelegd dat de energiebronnen bij overspanning kunnen worden uitgeschakeld. Over de accu is een alarm voor overspanning aangebracht. Bij elke energiebron moet een zekering worden aangebracht.
In auto’s worden de alternators niet gezekerd of niet afgeschakeld. Wordt een draaiende alternator afgeschakeld, dan zal dit een spanningspuls geven. Deze spanningspuls kan aanleiding zijn tot het doorslaan van de 3-fase gelijkrichter in de alternator. Een surge protector is een mogelijkheid om dit te voorkomen, maar deze zal een groot vermogen moeten dissiperen.
In de gebruiksaanwijzing van de beschouwde Sterling regelaar is geen verwijzing gevonden naar een maatregel om een spanningspiek bij onderbreking van de afgenomen stroom te onderdrukken. Het afschakelen van de alternator met een Sterling regelaar kan het vernielen van de gelijkrichters tot gevolg hebben. Bij een alternator met een daarbij behorende ‘gewone’ regelaar zal door het in bedrijf afschakelen van de stroom, met zekerheid de gelijkrichters vernielen.

Alternatief voor het laden van een 24V boordnet uit een 12V generator
Met een dc-dc converter is het mogelijk vanuit de 12V alternator een 24V LFP accu te laden. Dc-dc converters hebben allemaal een Under Voltage Lock Out. Die is helaas niet bij alle dc-dc converters instelbaar en dat is een vereiste voor deze toepassing. De UVLO vormt een spanningsdrempel waarboven de converter zijn werk mag doen. De UVLO voorkomt dat de dc-dc converter de voedingsaccu te diep ontlaadt.
Door de UVLO van een 12 naar 24V converter in te stellen op 13V, zal de 12V alternator op de motor eerst de 12v startaccu opladen en pas daarna in staat zijn de 24V accu van het boordnet op te laden. Zou de converter daarbij zoveel stroom van de 12V alternator afnemen dat deze dit niet meer aan kan, dan daalt de spanning onder de 13V en zal de UVLO de converter (en de stroomopname door die converter) stoppen totdat de 13V weer is bereikt. Dan zal de converter weer meer stroom afnemen, daalt de spanning weer etc. Er zijn dc-dc converters die dit ingebouwd hebben en dat wordt meestal aangeduid met burst mode.
Deze dc-dc converters hebben vaak ook een ‘soft start’ zodat als de UVLO is bereikt, niet meteen het volle vermogen aan de 12V alternator wordt onttrokken.
Het totale laadvermogen zal op deze manier over een langere tijd worden uitgesmeerd en de 12V alternator zal niet in korte tijd worden overbelast en de startaccu werkt mee als buffer. De maximale laadspanning is op de converter in te stellen en kan daarmee nooit gevaarlijk hoog worden.
Door de aanwezigheid van de startaccu en de laadregelaar op de 12V alternator, hoeft deze bij volle 24V LFP accu’s nooit te worden afgeschakeld.

(Nou Saef, probeer dit maar eens binnen 2 minuten te lezen )

Maandag ga ik 'elektroheftruck racen' om te zien hoelang de 800Ah accu's het praktisch volhouden.
Daarna meld ik me dan met de 'lastpost' in dit topic.
Groeten, Peper.

Zet m op Verstappen! Ben benieuwd!

Nou Peper ik heb m´n best gedaan, maar ´t is niet gelukt, heeft minsten 10 keer zo lang geduurd, misschien wel net zo lang als jij er over deed om het te schrijven.

Ik moet het zeker nog een paar keer overlezen om het goed te begrijpen, m´n begrijpertje wordt met de jaren steeds kleiner.

Wanneer ik wat versimpel tot de spullen die ik hier kan bemachtigen, denk ik op dit moment aan een standaard 60A generator die maximaal tegen de 50A gaat leveren aan een MPPT regelaar van, pakweg 100V ingaande spanning en die 50A naar de accu stuurt.(De Victron MPPT´s zijn door gebruiker in te stellen meen ik) Een 100/50 b.v. Er zal vast wel iets zijn in die buurt.

Dan is de generator spanning niet zo van belang en de LFP stroom is begrensd op die 50A.

Ik begin steeds meer te neigen om eens een set LFP te gaan proberen.
Op dat landhuisje worden m´n 11 jaar oude van de boot inmiddels voor mobiel doelen gebruikt, en staat er 1000Ah (6x 2V lood) voor het hoofd systeem.
Het is inmiddels al weer aan een uitbreiding toe.
Wanneer je eenmaal het gemak van een schakelaar of kraan hebt wordt de behoefte al snel groter.

Ik heb daar 3 75/15 regelaars op die 1000Ah staan die regelmatig tegen de 50A aan pieken met z´n 3en uit 540Wp aan zonpanelen.
Rond het middaguur was ik even ter plaatse en mat ik 17A uit een 75/15.

Die 1000Ah accu´s zijn nog geen 2 jaar oud, gaan dus nog heel lang mee.
Toch te voorzichtig geweest met LFP aanschaffen?

Er zal heus een reden zijn om voorzichtig te zijn met de besluiten die je neemt.
Als die MPPT regelaar (een buck-boost dc-dc converter) begrenst op 50A is dat beslist een mooie regelaar. Het is voor zonnepanelen niet van belang om de afgegeven stroom binnen bepaalde grenzen te houden. Je kunt ze kortsluiten zonder consequenties.
Wat interessant is dat je de uitgangsspanning van de converter kunt instellen op een 'veilig lage' laadspanning!
Groeten, Peper

De voornaamste reden was/is de verkrijgbaarheid in omgeving.
Iets anders dan lood is hier eigenlijk niet verkrijgbaar binnen redelijke afstand.

In de zomermaanden voldoen de huidige zonpanelen met de 3 75/15 regelaars prima, maar in de wintermaanden moet wel eens met een generator worden bij geladen, via een simpele gelijkrichter.
We hebben wel een stekker aan de auto accu´s gezet om dan via de auto generator te laden, een stuk meer Amperes dan dat ladertje, maar toch wordt de 50A niet gehaald

Ook hier wel eens een hele week bewolk en regen.

De beschikbare generator geeft 230V aan een gelijkrichtertje, is moeizaam laden wanneer het meerdere dagen somber is. De accu´s worden al weer te klein dan.
Er ligt wel een 60A auto generator, maar nergens één of ander opsteekmotortje te vinden om hem aan te drijven.
Het zal waarschijnlijk wel op meer panelen en regelaartjes uitdraaien.

Saeftinghe schreef :
- LFP heeft een hoger rendement dan lood.
- Victron's kun je zelf instellen. De mijne staan op 14,05 / 13,4 voor 4 cellen
- Interessante gedachte om de victron mppt te gebruiken om de max van de alternator te beperken. Ook de max stroom is op de victron in te stellen.
- De weerstand, en dus de spannings val, van de bedrading tussen de mppt en de accu gaat bij LFP mee spelen omdat je bij het bereiken van de max spanning, in mijn geval dus 14,05 volt, nog een behoorlijke grote stroom kan lopen. Met als gevolg dat als de zon goed schijnt en dus er een hogere laadstroom loopt de mppt bij een lagere spanning op de accu op float overschakelt. De mppt "ziet" een hogere spanning dan op de accu staat van wegen de spanningsval in de bedrading.

Peper schreef :
Als je onder 3,55 v/cel blijft neemt de laadstroom niet substantieel af. Dit zelfregelend effect zal niet of nauwelijks plaatsvinden. Zie grafieken van deze cellen.

E-heftruck racen met Max Laadvermogen

Max inspecteert eerst het materiaal.


De e-heftruck is direct na het bijladen van de cellen achtergelaten met een accuspanning van 26,4V. Dit houdt in dat de cellen niet tot hun maximum waren geladen. Intussen is er ook met de e-heftruck gedemonstreerd voor andere belangstellenden voor een 'drop in replacement' van cellen in een e-heftruck. Na een week met een enkele demonstratie is van de spanning nog 26,0V over. (Ook LFP cellen hebben direct na het laden een iets hogere spanning die in rust iets inzakt.)

Max maakt zich op voor de race...


De zwaarste opdracht is het tillen van dit afgekeurde werkstuk.


De massa hiervan is ver boven de maximale lift van de heftruck en de beveiliging op de hydraulische druk wordt aangesproken en de lepels krijgen de last niet geheven. Het ontbreken van de ballast laat zich zien in deze 'omgekeerde wheelie'.


Naast de LFP cellen is er plaats voor 120 x 475 x 500mm = 28,5 liter aan ballast volume aan elke kant. Het oude accupakket weegt 650kg, het LFP accupakket weegt 160kg. Wordt het ballastvolume gevuld met lood, dan komt er 627kg bij en dat is samen met de massa van de LFP cellen 787kg en 137kg boven het oude gewicht.
Wordt het ballastvolume gevuld met staal, dan komt er 399kg bij en dat is samen met de massa van de cellen 560kg en 90kg lichter dan het oude lood zwavelzuur accupakket. De staal ballast levert een iets lichtere e-heftruck op, maar in combinatie met de grens van de maximaal te heffen last lijkt dit een goed haalbare situatie voor deze e-heftruck.

Na drie uur van onafgebroken rijden met zoveel als mogelijk de maximale vermogensvraag, stopt de e-heftruck op basis van het thermische alarm van de hoofdmotor. De klemspanning van de accu bedraagt 24,7V. De accumonitor laat 1 ledje minder dan 'accu vol' zien. De aansluitkabels naar de motor zijn ook warm geworden, ca 30^oC. De LFP cellen zijn niet merkbaar warmer.

Na het aansluiten op een hoog-frequent lader voor lood zwavelzuur accu's in de 'Europese gel AGM' stand (28,2V) met een maximale laadstroom van 20A, wordt na een kwartier weer 25,1V aangegeven. Dit komt overeen met de extreem vlakke spanningscurve tussen 24V en 27,2V van LFP cellen en het hogere laad-ontlaad rendement van deze cellen.

Concluderend:
Bij belasting:
Drop in replacement van industriële lood zwavelzuur cellen door LFP cellen met 80% capaciteit ten opzichte van lood zwavelzuur cellen is zeer goed mogelijk. Er is geen probleem met iets minder capaciteit. De grens wordt gesteld door de thermische belasting van de e-heftruck motor, die in dit geval uitzonderlijk lang in het gebied van maximale belasting werd bedreven. De LFP cellen worden niet warm van deze extreme belasting.
De gangbare lood zwavelzuur accu monitor op de e-heftruck heeft geen zeggingskracht meer bij gebruik van LFP accu's. Goede monitoring kan beter handmatig op basis van de aangelegde laadspanning worden gedaan dan wel met een speciale monitor voor LFP cellen. Hierbij kan dan ook een eventuele onbalans in het laden en ontladen worden gedetecteerd. Het standaard gebruik van balancers is bij identieke cellen niet nodig, al is het onduidelijk in hoeverre veroudering in gebruik een onbalans introduceert.

Bij laden:
De lader heeft geen specifieke laad-karakteristiek nodig. Blijft de laadstroom onder de 1c van de capaciteit, dan kan deze laadstroom blijven gehandhaafd tot een spanning van 3,4V per cel. In het geval van een 24V accupakket is dit 27,2V. Bij een accupakket met een capaciteit van 800Ah kan een laadstroom van 800A worden gebruikt (als u toevallig een portable energie centrale heeft staan...). Er is geen minimum laadstroom, alles boven de 1uA laadt (zei het heel langzaam).
Wenst u met een hogere eind-laadspanning te werken, dan moet de LFP accubank terdege worden gemonitoord op de State Of Charge. Doorladen tot boven de 100% SOC is desastreus voor de levensduur van de LFP cellen.

Opmerking:
Het laden van LFP cellen via een alternator voor lood zwavelzuur cellen kan goed, indien de hoogste (laad)spanning van de alternator kan worden terug geregeld tot 3,4V per LFP cel (serieschakeling). Het is goed om na het bereiken van de 3,4V per cel de alternator af te schakelen van de lading. Helaas kunnen de meeste alternators hier niet tegen en slaan de diodes van de alternator door vanwege een spanningspiek bij het afschakelen.
Het afschakelen van een lader op basis van zonnepanelen of een windturbine is (bij zonnepanelen zeker) mogelijk.

Ta ti tata te tatatteretata. (the last post) in dit topic.

Groeten, Peper.

Applaus!!!

Peper,
Dat moet een enorm goed gevoel geven wanneer de hele planning klopt.

Mooi verhaal Peper.
Natuurlijk zouden we ook graag metingen vergelijken van het verschil met lood.
Je zou twee verbeteringen kunnen verwachten.
Het rendement van de e-motoren verbeterd door een vlakker blijven van de werkspanning en dus van de interne inductie weerstand. Dat is in ieder geval wel zo bij mijn stuurautomaat.
Een ander punt is een lagere energie kosten. Het laden van deze accu's kost immers minder stroom.

Maar begrijpelijk word een uitweiding over deze aspecten al snel beoordeeld als reclame maken.

Max 3,4 volt/cel, je lijkt me nog voorzichtiger geworden dan ik. Maar we delen nu wel de mening dat daar de Achilleshiel zit. Voor lood accu's geld zo veel en zo lang mogelijk 100% vol. Voor deze LFP accu's juist andersom zo weinig en zo kort mogelijk 100% vol. Als je die laatste 15% tussen 85% en 100% perse nodig hebt kun je veel beter een iets grotere accu kopen.

Projectje met Sterling laadregelaar; misschien een temperatuur schakelaar zetten in de draad die naar de sleepcontacten gaat die de rotorstroom levert. Met parallel daaraan een weerstand. De laatste zorgt dan dat er nog iets uit de alternator blijft komen.

3Noreen schreef :
Zou ik niet doen, de regelaar ziet dan namelijk een te lage spanning, probeert dus de veldstroom hoger te maken. Op het moment dat de temperatuur zakt en de temperatuurschakelaar weer aan gaat, wordt de veldstroom naar maximaal gejaagd, en duurt het even voor ie weer is teruggeregeld. Dus een flinke piek.

Zou liever de sense van de regelaar beinvloeden door daar een hogere spanning aan te bieden.

It Paradyske schreef :
Wat ik voorstel is niet bedoelt als regeling maar als zekering ! In principe moet een zekering niet in werking treden. Maar zorgt er voor dat er geen schade optreed als zaken toch onverhoopt fout gaan. De voorgestelde beveiliging wordt ook door verschillende mensen zo toegepast.
Verder kan de Sterling laadregelaar nooit meer spanning afgeven dan de spanning op de accu's. Zolang de spanning nog niet de gewenste 14,3 volt heeft zal de regelaar dan ook de zaak maximaal bekrachtigen. Dus ook voordat de beveiliging zijn werk deed.

3Noreen schreef :
Hmm, ja daar heb je natuurlijk wel gelijk in, de accu is nog niet vol dus die werkt als begrenzer....
Toch blijft het bij mij niet goed voelen , maar ja, ik hou ook van heel mooie regelingen die in zo'n geval de stroom netjes terug regelen...

Hoe snel is een standaard veldstroomregeling van een dynamo eigenlijk?

@3Noreen:
Bij een installatie voor ieder ander dan mijzelf, ben ik heel voorzichtig. Ik weet voor mezelf welke marges ik aan moet houden en kan dat monitoren. Anderen willen 'de stroom zoals op het typeplaatje staat' altijd kunnen halen. Als ik dan opmerk: 'ik snap het, jij wilt eigenlijk dat de alternator net voor het doorbranden stopt met die hoge stroom', dan is het dat ook weer niet...
De Sterling regelaar heeft een aansluiting voor een temperatuurvoeler op de alternator. Zou die goed werken, dan zal het nooit tot doorbranden komen... De hamvraag: is die überhaupt aangesloten en zo ja, werkt deze dan wel goed? In dat geval werk ik liever met een fail safe systeem van een stuk 'galvanized mild steel fence wire' (New Zealand outback farmer's resistor) als PTC weerstand in de laad-leiding, (ja, ja, ik weet, dat dissipeert veel vermogen, maar beter dissipatie in die weerstand dan in de alternator...), dat werkt altijd betrouwbaar.
De substitutie (doet me denken aan 'Substitute' van the Who) van de hogere Ri van een loodzwavelzuur accu door een PTC weerstand van 0,1 Ohm in koude toestand is een voorzichtige maatregel. Zodra de temperatuur toeneemt, neemt de weerstand ook toe en komt dan boven de 'vervangingswaarde' van de Ri van de loodzwavelzuur accu. De weerstand kan ook lager worden gekozen dan 0,1 Ohm en zal pas na opwarming die 0,1 Ohm bereiken. In dit geval krijgt de alternator wel de kans 'de stroom op het typeplaatje' voor enige tijd te leveren om daarna bij het warm worden van de weerstand en het toenemen van de weerstandswaarde, de laadstroom te reduceren tot een veilige lage waarde.
De lage Ri van de accu's betekent in elk geval dat de accu's niet warm worden, maar de elektromotor van de heftruck dus wel. De beste vermogensoverdracht van accu naar toestel vindt plaats als R_load == R_i. Is R_load hoger dan R_i, dan wordt in R_load de meeste warmte in ontwikkeld. De ervaring met de heftruck bevestigt dat. Deze wetenschap is niet geldig voor de boot met een LFP service accu, maar wel voor de elektro-vaarders. Een echte rendementsverbetering van de motor kan ik niet berekenen, een opbrengstverbetering was duidelijk waarneembaar op de heftruck, maar deze wordt ook beïnvloed door de gewichtsbesparing door dit accupakket.

@It Paradyske:
Voor de 12V systemen is een betrekkelijk simpele aanpassing mogelijk om de laadstroom en laadspanning van een 12V LFP service accu te bereiken:
De 12V alternator wordt via een diodebrug (mag ook een MOSFET-brug zijn) aan de startaccu gelegd. Heeft de alternator een 'sense-lijn', dan komt deze ook op de startaccu. De laadstroom voor de LFP huisaccu kan dan via een silicium diode worden afgenomen, deze geeft een hogere spanningsval dan een Shottky diode en voorkomt dat de LFP accu met een heel hoge laadspanning wordt geconfronteerd. (ik weet dat jij hierover al hebt gepost.)
Overbelasting van de alternator door het leveren van een langdurig hoge laadstroom, kan weer worden opgelost met een PTC.
De alternator op de motor blijft door de aanwezigheid van de startaccu altijd belast en een piekspanning kan dan niet optreden. De laadstroom naar de LFP accu's kan veilig worden onderbroken bij het bereiken van de maximale spanning zonder dat de diodes in de alternator doorslaan door een spanningspiek.
Bij 'permanet magnet alternators' voor windmolens of sleepgeneratoren wordt tot 48V nominaal spanning, een 1500V 3 fase gelijkrichter gebruikt. De spanningspiek moet hier boven de 3000V komen om de gelijkrichter te laten doorslaan. Is dat onmogelijk... Zeg nooit nooit! De kans is daarbij wel dat alsnog doorslag in de wikkelingen optreed! Een kleinigheidje houdt je altijd, wil je dat vermijden... Terug naar de petroleumlamp, daarbij gebeurt dat niet.
De veldregeling van een alternator is in alle gevallen te traag om een spanningspiek te voorkomen. De spanning van de alternator kan al te hoog worden op basis van het remanente (achtergebleven) veld.
(aldus Pelt en Knol in hun lesboeken voor het MTO).

@allemaal:
Voor het laden van LFP accu's via een alternator op een verbrandingsmotor moeten voor verlenging van de levensduur van zowel accu's als alternator een aantal maatregelen worden genomen:
Bescherming van de cellen door verlaging van de laadspanning van de alternator of de inzet van een balancer/limiter over elke cel.
Bescherming van de alternator tegen te hoge vermogensafname door een temperatuursafhankelijke veldregeling of de inzet van een PTC in het laadcircuit als stroombegrenzer.

De meeste alternators op motoren zijn 'fixed' (sorry Hans!) voor loodzwavelzuur accu's van een bepaalde capaciteit om te dienen als startaccu. Bij kleine installaties zal het wel mogelijk zijn om zonder problemen een kleine service accu mee te laden op de alternator van de motor.
Voor grotere service accu's of LFP accu's is de installatie dan niet berekend en dit heeft weerslag op de levensduur van de onderdelen van de installatie.
Een Sterling regelaar heeft onvoldoende mogelijkheid om de laadspanning van de installatie te verlagen om LFP cellen veilig te laden. Een Sterling regelaar heeft een temperatuur sensor die bij een te hoge temperatuur van de alternator de veldstroom terug regelt en zo de laadstroom naar de accu's begrenst. De Sterling regelaar mag niet worden los genomen van de accu of accu's op gevaar dat de diodes in de alternator doorslaan (geldt overigens ook voor alle andere dan Sterling regelaars).
Groeten, Peper.

Even voor mijn begrip, een lfp cel kan toch prima 3,6 volt hebben? Meeste laders/dynamo's zitten op 14,4V en dat zou dus geen probleem moeten geven.
Of is 3,6 al te hoog volgens de nieuwste inzichten?

alweereengijp schreef : Peper schreef :
Daar lijkt geen woord Spaans bij. 33% kortere levensduur.

Als je dan lang op de motor vaart, bijvoorbeeld een oversteek naar Engeland bij windstil weer, staat de LFP accu mooi wel een uur of 10 aan die hoge spanning... Dat kost je dan wel 1000 cycli aan levensduur van je LFP accubank.
Ben je elektrovaarder (zoals ik) dan raak je al snel 0,2V kwijt en heb je niet of nauwelijks last van een korte periode met die maximale spanning (3,65V per cel bij 20oC, behalve bij die gele Lego blokken van Winston, zij geven 3,8V als maximale laadspanning op. Er is dus een verschil in de behandeling van de accu's bij bepaalde merken.)
De maximale afgegeven spanning van een LiFePO4 cel is 3,4V (weer bij 25oC). Wil je zo lang mogelijk plezier hebben van je cellen, dan neem je dat als maximale spanning en slik je de vermindering van een aantal Ah's.
Net als lood zwavelzuur accu's hebben LFP accu's een beetje 'overtuiging' in de vorm van een verhoging van de laadspanning boven de 'klemspanning' van de accu nodig. Bij een lood zwavelzuur accu van 12V is dit ongeveer 1,4V, bij een LFP accu is niet meer dan 0,1V per cel nodig. Dat wil zeggen dat 3,5V per cel ook een laadstroom oplevert. Het is die laadstroom bij die laadspanning (3,5V) die de LFP cel kapot maakt. Alleen de spanning doet niets, die verplaatst geen ladingsdragers, die 'duwt er alleen tegen aan'. Het is de stroom die er dan loopt, die de levensduur van de cel beïnvloedt.
3,65V is een nominaal waarde bij een bepaalde temperatuur en een bepaalde samenstelling van de accu's. De accu's zullen individueel verschillen, meestal maar weinig, maar toch.
Blijf je liever aan de veilige kant, dan ga je niet verder dan 3,4V. Wil je het optimum aan Ah's uit je accu en toch de langst mogelijke levensduur, dan laadt je tot 3,6V en vervolgens stop je met laden en ontlaadt je tot 30% SOC (ca 3V) en dan ga je weer laden. Als je stopt met laden mag je dat niet doen door de 'draad van de alternator af te halen', dat kost je de diodes van de alternator.
Groeten, Peper.

Toevoeging:
"Maar eens in de maand met de initiële laadspanning van 3,8V laden dan?" Tja, ik denk dat dat een hele goede manier is om de LFP accu industrie in business te houden. Ik doe dat in elk geval niet!
P

100% vol is schadelijk 0% vol is schadelijk. Meeste cycles bij een SOC tussen 20% tot 80% Volgens mij komen daar de iets lagere waardes van Peper vandaan. En tevens is er in dit project geen expert user die aan accu monitoring doet. Mijn gok lagere laad spanning minder problemen om dat de techniek niet gepusched word in de toekomst langere levensduur door betere SOC. De laad en ontlaad amperes liggen laag <1C tov de beschikbare Ah.

@ peper hoe gaat het als de cellen zeg 20% of 15% soc zijn. Veel AMPs vragen kan dan resulteren in een spanning dip. Daar heb ik met bijna lege accus last van dan grijpt de onderspanningsbeveiliging in. Bij ongeveer een verbruik van boven de 0,4C.

Peper schreef :
Snap nog niet wat er tegen is om met €5 aan onderdelen een zekering in te bouwen dat als de alternator dreigt door te branden dit voorkomen wordt door de rotor niet meer te bekrachtigen. Er gaat dan niets stuk de diodes blijven heel. Het enige wat gebeurt is dat er geen tijdelijk geen stroom meer uit het ding komt.

Die Sterling regelaar kun je er bij lpf accu's er net zo goed tussenuit slopen. Die regelt namelijk helemaal niets. Die zet de maximale bekrachtigingsstroom op de alternator totdat de spanning 28,2V is.

De oplossing om een weerstand in serie te zetten lijkt voor mij op dweilen terwijl de kraan open staat. In mijn idee is de kraan minder ver open zetten slimmer. Te meer omdat er op een alternator zo'n mooie "knop" zit in de vorm van de rotor stuurspanning.
Overigens ook waar die Sterling regelaar ook gebruik van maakt. Alleen die kent geen ander idee dan een loodaccu. De meest betrouwbare oplossing is een regelaar te gebruiken die wél geschikt is voor lfp. Kost misschien 300€ maar dan heb je iets wat werkt.
Een DIY oplossing is ook boeiend maar zoals je zelf ook aangeeft niet het beste als je dat voor anderen installeert.
Maar een Arduino + een D-klasse versterkertje zou je hele mooie dingen mee kunnen doen.

FKZ schreef :
De juiste bewering is: "bewaren bij 100% SOC is schadelijk", niet zozeer het opladen tot 100% SOC. Dat is goed mogelijk als je daarna maar weer verbruikt.
Ga onmiddellijk je excuses aanbieden aan 3Noreen! Hij monitoort met alle laboratorium instrumenten die er maar bestaan!
Peper is pragmatischer en die monitoort met een DMM en in real time. Dat levert voor mij een inzicht in de praktisch werkbare situatie.

De opslag bij 30% SOC levert de langste shelf life van de cellen op. Opladen vanaf 30% SOC tot 80% SOC geeft tot 6000 cycli lifespan op. Het beste is niet onder de 30% SOC te komen en daar je onderspanningsbeveiliging op in te stellen. Ik neem aan dat je dan ook geen last krijgt van een spanningsdip. Op de heftruck merkte ik wel een verminderde 'levendigheid van de heftruck' toen de accu op 24,6V kwam.

Voor mij is de uitlating van 3Noreen die hij ooit postte: "als je jouw LFP accu's kunt volladen, heb je te kleine accu's gekocht" van een klassieke waarde!

Groeten, Peper.