Onderwerp: Snel en veilig LiFePO4 laden

Noreen, We hebben het zelfde motortje meen ik me te herinneren. Gelukkig heb ik veel ruimte om de motor heen in de kist, dus koeling zit wat makkelijker. Ik wil ook niet het uiterste uit de alternator maar z'n enthousiasme juist temperen op de boel heel te houden. We draaien altijd met twee dieseltjes dus we hebben toch zat.

Denk je dat ik mijn alternators afdoende kan beschermen met de relatief simpele oplossing zoals 37South die schetst? Of gaat dat toch niet lukken zo, en waarom zou dat dan zo zijn?
Heb de spullen nog net niet besteld namelijk...

Ik heb een sole mini 29

De uitdaging om een systeem zoals 37South beschrijft aan te gaan is zeker de moeite waard.

Ik heb de volgende ervaringen;

De balmar alternator als replacement van originele.
Na bezwijken van de interne diodes van de alternator een externe driefase blok op een groot koellichaam geplaatst. Ik had een balmar regelaar met een temp sensor.
Met de nieuwe diodes de output beperkt tot 50A. Een extra bimetaal schakelaar in serie met de rotor. Bij bereiken van een temp van 85⁰ zou die de rotor afschakelen.
50A bleek teveel voor mijn 9,5mm V-snaar. Die was in 1 seizoen versleten en ik vond dat de betrouwbaarheid van de koeling teveel aantasten.
Daarna ben ik de alternator gaan begrenzen op 30A. Wat resulteerde in oscilleren tussen de ppm van de regelaar en de inductie van de rotor Mede denk ik door de geringe inwendige weerstand van de lifepo4. Uiteindelijk gaf de regelaar zich gewonnen.
Inmiddels was mijn waterpomp ook gaan lekken. Dus die vervangen. Geen goedkoop onderdeel. De keerringen kun je niet los vervangen.
Al met al was ik het zat. De originele alternator weer terug gezet en middels een DC-DC beperkt tot 15A Kost geen drol en is in een uurtje gemonteerd.

Wil je meer uit een alternator zul je in mijn idee de volgende zaken moeten aanpakken.
- Losse tweede alternator liefst 24V met minder warmte ontwikkeling. Tweede op zijn taak toegeruste V-snaar
- Nog steeds voldoende koeling in het motorruim
- Ramp up van de alternator stroom zo langzaam maken dat de temp sensor niet al te veel achterloopt met de temp van de diodes.
- minimale stroom / spanning zo hoog instellen dat het spul niet gaat oscilleren.

Helder, tnx.
Ik zat er naast met mn aanname van de motor, ik heb yanmar. Denk dat ik je verwar met noballast. Waterpomp zit op eigen snaartje.
Wil wel iets meer dan 15A uit de dynamo kunnen halen. En zag niet zo snel een betaalbare DC-DC die meer aan kan. Maar mocht je daarvoor een tip hebben, graag. Dat oscilleren kan met een rheostaat toch niet optreden? Of snap ik m niet helemaal?

alweereengijp schreef :
Met een rheostaat lijkt me niet waarschijnlijk dat het spul gaat oscilleren. Dat is iets voor een PPM regeling

alweereengijp schreef : Met gevaar off topic te gaan, ik weet niet wat voor yanmar je hebt, maar bij mijn 2ym15 heeft de externe koelwater pomp een eigen v-snaar.
De interne echter zit op de zelfde als de dynamo.
Van die interne pomp hebben de lagers ook al een gelekt als gevolg van te strakke v-snaar.
En dat is inderdaad een dure reperatie.

3Noreen schreef :
Dat laatste had ik niet moeten zeggen, excuus. Ik liet me even gaan. Ik hoop dat je de reden enigszins kunt begrijpen.
Natuurlijk ken ik de zoekfunctie en ik heb je verslag destijds goed gevolgd. Maar als je bij elk onderwerp eerst een kwartier moet zoeken om na te gaan wat er maanden eerder ook al weer over is gezegd, gaat er wel erg veel tijd in zitten. Een verwijzing met link maakt het al wat makkelijker. Het ZF hangt van herhalingen aan elkaar, is overigens bij al dit sort forums het geval.

3Noreen schreef :
Allereerst, ik geef nooit “oplossingen” als ik deze niet eerst heb getest. Ik begon dit draadje met een beschrijving van mijn Wally100 regulator met current sensing en PWM voor veldstroom. Ben er erg blij mee, misschien dat het inspireert, maar helaas niet toegankelijk voor anderen die dit willen gebruiken. Vandaar de simpele rheostat methode om elke bestaande alternator te kunnen gebruiken. Niet altijd optimaal maar veel effectiever dan DC-DC, zie boven.

3Noreen, ik denk dat het bij jou is misgegaan door het trial and error karakter van je pogingen met te grote sprongen in stroombeperking. Een goede leerschool voor anderen, maar wat je nu suggereert om “meer uit je alternator te halen” brengt anderen alleen maar op een dwaalspoor. Ik zal de eerste zijn om het nut van een extra alternator te zien en heb dit ook op een vorige boot toegepast, met zelfs foto hier op ZF geloof ik, maar dat heeft niets te maken met waar we het hier over hebben. Koeling spreekt voor zich, maar bij beperken van output niet critical meer. Bij temp sensing treedt er altijd wat vertraging op, vandaar niet puur op temperatuur regelen, wat jebij jouw Balmar deed, maar meer als beveiliging. Diodes extern op groot koellichaam plaatsen is prachtig, maar in jouw geval was dat symptoombestrijding.
Even terug naar mijn Wally100 regelaar. Ik zal niet weer in detail op alle technische aspecten ingaan, maar 1 belangrijk punt bij regelen van de veldstroom is installatie van een “fly back” diode over de veldspoel.
Als je zoals je zegt toch ook graag je alternator als laadstrombron gebruikt, dan begrijp ik nog steeds niet goed waarom je dan niet de aangereikte eenvoudige oplossing probeert.

37South schreef :
Misschien gewoon door in de praktijk te ontdekken dat het spul stuk gaat, reparaties veel geld kosten en de opbrengst in verhouding te gering is. Meer dan 25-30A gaat een alternator zoals hij op mijn motor gemonteerd zit nooit langdurig (350 uur/jaar) opbrengen.

3Noreen schreef :
Ik kan me best voorstellen dat je na je negatieve ervaringen wat ontmoedigd bent en er een punt achter wilt zetten. Maar als jouw alternator in staat was een bank van bijv. 220Ahr lead-acid van 50% SOC af te laden, zul je zeker laadstromen van meer dan 40A ervaren hebben in de bulk fase. Dat is behoorlijk veel voor een kleine alternator van bijv 80A om langdurig te genereren bij laden van LFP, maar zeker niet onmogelijk bij het juiste alternator toerental, wanneer de koeling voldoende is.

37South schreef :
Ik ben in deze niet zo emotioneel. Je stoot je zelf tegen een steen en vraagt je af waaruit die steen bestaat. Er zijn gewoon rationele uit te rekenen limieten.
37South schreef :
Ik heb geen loodaccu maar een LiFePO4 accu van 300Ah. Dit draadje gaat ook over laden van LiFePO4
37South schreef :
Ten eerste ik heb altijd de max stroom middels de balmar regelaar gelimiteerd. Volgens het "boekje" kan een 9,5mm V-snaar maar een beperkt vermogen aan. Alleen de boekjes zijn nogal positief wat betreft die inschatting. Het is eerder de helft van het opgegeven vermogen bij een continue belasting.
Bij alles boven de 30A continu gaat of mijn V-snaar als een dolle slijten of ik zet hem zo strak dat de waterpomp het loodje legt. Ik ga dat gewoon niet opnieuw doen. Er is geen enkele reden waarom het een tweede keer anders gaat.
Bij 30A werd mijn diodeblok op een koellichaam van 0,7K/W bij een buitentemperatuur van 25⁰ al ruim 80⁰. De diodes geven dus bij die stroomsterkte al 80Watt aan warmte af. Dat is gewoon een natuurkundige wetmatigheid. In het motorruim met een temperatuur van 50⁰ heb je dan een koel capaciteit van ±0,4K/W nodig voor alleen de diodes. In de alternator moet je ook nog de wikkelingen koelen. Ook al heeft een aternator een ven heb je daar best al een redelijk koeloppervlak nodig. Kortom er zijn gewoon natuurkundige grenzen.

PvO schreef : Ik vindt dit wel relevant, heb begrepen van de dynamo boer dat bij een simpele "single" V snaar 65A wel het maximum is, de vraag is dan ook wil je hem wel vol gaan belasten?
Met deze regeling kun je hem toch op max 50A zetten, dan hoeft de V snaar niet zo strak en blijft je waterpomp ook heel.

Zeilprutser schreef :
Vraag aan de dynamo boer of dat ook continu kan. Dus niet even 10 minuten maar een paar uur.

3Noreen schreef :
Dat is afhankelijk van het toerental. (ben ff erg druk met pi4 en pypilot) zodra ik een pwm schakelingetje voor op de testbank bij hem klaar heb gaan we testen.

3Noreen- Natuurlijk gaat het draadje over LiFePO4. Ik ben het zelf begonnen. Lead-acid haalde ik erbij ter vergelijking. Ik neem aan dat jij oorsponkelijk in de grijze oudheid ook lead-acid accu’s had. Daarbij is het heel normaal dat bijv bij een 80A alternator en een 220Ahr battery bank in de bulkfase enige tijd met 40A of meer wordt geladen zonder dat de boel stuk gaat. Maar natuurlijk niet continue, het tapert na enige tijd af. Nogmaals, dit alleen ter vergelijking. Dat is alles.

Wat ik beweer is dat als je de grenzen van je alternator en aandrijving daarvan hebt bepaald, je binnen die grenzen kunt blijven m.b.v. de beschreven methode De problemen die je beschrijft kunnen dan worden voorkomen. Het is je goed recht om dat niet de moeite waard te vinden. Als je tevreden bent met een DC-DC oplossing dan is dat prima, maar dat is in feite alleen een indirekte manier om de alternator belasting te beperken, wat dus ook goedkoper, preciezer en eenvoudiger direkt kan gebeuren. Daar laat ik het bij.

Heren, dank voor de constructieve discussie. Mijn keus is op de rhesistor gevallen omdat het iets meer flexibiliteit geeft in het amperage en behoorlijk KISS is. Ik heb de onderdelen op Ali besteld inclu een mooi kastje. Ga straks de dynamo eens op een warm plekje leggen om te kijken hoe het aangesloten moet worden. zal m’n ervaringen posten.

37South schreef :
Hier zijn we het eens. De grenzen worden door je alternator en aandrijving bepaalt. Dus heb je een systeem nodig dat de alternator begrenst. Die grens zal per boot verschillen. Bij mijn boot heb ik proefondervindelijk, of door schade en schande vastgesteld dat die ligt bij 30A. Wat overigens dicht in de buurt zit met wat HansV hier op het forum bij zijn boot heeft geconstateerd.
Voor de begrenzing zijn twee prima methodes. Die van jou en een DC-DC methode. Met beide hun voor en nadelen.

Over preciezer kunnen we nog een boom opzetten. Je blijft zitten met de wet van ohm als je regelt op spanning. (U∙R-1=I waarbij R bij een LiFePO4 zeer klein is.)

Nou, omdat het zo heerlijk weer is een binnenklusje uitgezocht. In afwachting van de onderdelen maar eens gaan kijken naar de alternator. Motortje is een yanmar 3YM30AE met een 120 amp dynamo. Dynamo zit op een multiriem en loopt over de waterpomp van het interne koelcircuit en de krukas. Om de riem te beschermen zit er een kapje over.
paar plaatjes:







Makkelijkste om de alternator los te halen is met motorsteun en al. Best een looie lummel voor zo'n klein motortje.



Snel naar binnen met de buit en maar eens verder kijken in de warme keuken. Niet gehinderd door enige kennis van zaken alles lekker losschroeven. De kap aan de achterkant kan los en dan zie je mooi de diodes zitten en de laadregelaar. Laadregelaar kan er ook makkelijk af en het viel me op hoeveel stof er al van de koolborstels gesleten is na slechts 70 motor uren. Met een sateprikker de koolborstels in bedwang gehouden zodat monteren later weer makkelijker gaat.







Dan nu de puzzel hoe hier de regelaar straks te omzeilen en toch de koolborstels te gebruiken. Eens even met de multimeter wat in het rond prikken....

ps: als dit te ver off topic gaat wellicht naar een ander draadje

Zo, weer wat verder:






De laadregelaar maakt op drie punten contact met de alternator en natuulijk nog twee koolborstels voor naar het midden. Daarnaast heeft de regelaar nog een L-aansluiting om initieel het anker te bekrachtigen. Als er eenmaal stroom wordt opgewekt dan krijgt de regelaar verder zijn voeding direct uit de B+. Althans, dat neem ik aan want anders zou het een enorme omweg zijn helemaal door het contactslot.
De W aansluiting is dacht ik voor de toerenteller, daar hoef ik hier verder niks mee.
Op de regelaar zit de bovenste koolborstel aan de massa.

Ik vraag me af waarom de regelaar ook aangesloten zit op de W-aansluiting. Als die niet gebruikt zou worden zou er geen aansluiting zitten, iemand een idee?

Een idee om de regelaar te omzeilen, zonder onomkeerbaar te slopen, zou kunnen zijn om een isolerend ringetje tussen het B+ contact met de regelaar te leggen. De regelaar krijgt dan niet meer de directe B+ voeding uit de alternator. Het gemanipuleerde draadje uit de rhesistor kan dan op de B+ van de regelaar worden aangesloten.

Zou dit kloppen? of zou de regelaar dan toch nog een hogere veldstroom kunnen gaan leveren door bijvoorbeeld via de W aansluiting nog iets voor elkaar te boksen. Of er helemaal niks meer van snappen en de geest geven?

Andere optie is om hetzelfde ringetje bij de massa er tussen te doen en dan op de massa de rhesistor zijn werk te laten doen. Ook hier vraag ik me af of dit wel een valide redenering is. Zoals gezegd, geen idee hoe het precies zit. Heren experts, laat uw licht schijnen op deze ogenschijnlijk simpele zaak en verrijk het forum met weer een nieuwe tutorial! Dan is dit straks gesneden koek voor wie nog meer deze ingreep wil gaan doen.

alweereengijp:

That's the spirit!

Ik heb geen Valeo 120A alternator en kan helaas geen uitgebreide instructies of tutorial aanbieden, maar je kunt veel halen uit de beschrijving en video van de Balmar "smart ready kit". Het gaat om het onderdeel 30-sr12-02.
Als je het jezelf heel makkelijk wilt maken koop je dit onderdeel, waarmee je een rechtstreekse verbinding met de veld-spoel kunt maken voor aansluiting van de rheostat. Als je borstels in slechte staat zijn, misschien te overwegen voor evt. 2 vliegen in 1 klap, maar je kunt natuurlijk ook alleen borstels vervangen.
Wil je die tamelijk hoge kosten vermijden, dan kan je de bestaande regulator dokteren om de rechstreekse field verbinding te maken (onderste borstel) of een nieuwe of gebruikte Valeo regulator vinden om te dokteren en de huidige houden voor als je evt. de boel weer in oorspronkelijke staat wilt terugbrengen.



Link to Balmar video:


Link naar pdf: www.balmar.net/wp-content/uplo...structions-Rev-C.pdf

Zo maar even een gedachte: is er geen gelijkrichter met "ideale" diodes, dus iets met grote mosfets, om de verliezen flink te beperken?

It Paradyske schreef :
Met het doel om warmteontwikkeling te beperken? Interessante vraag, maar heb ik geen antwoord op.

Alweereengijp,
Nog even betr. je vraag. Ik kan niet bedenken wat de regulator met het 1-fase signaal van W (voor tachometer) zou moeten. Weet je zeker dat het W is en niet het diode trio (aux)? Kun je die 3 kleinere diodes lokaliseren en nagaan waarmee verbonden? Waar het om gaat is een direkte verbinding met Field te maken voor de rheostat. L en aux spelen geen rol meer. Moeilijk om zonder het voor me te hebben meer zinnigs over te zeggen. Iemand anders misschien?

37South schreef :
Ja, daarmee moet je de warmteontwikkeling fors mee kunnen reduceren.

It Paradyske schreef :
Zou een leuke uitdaging zijn.

Ik heb ook nog geen idee waar ik aan begonnen ben maar zover ik het begrepen heb, is die W de uitgang van 1 diode, daarmee kun je het toerental bepalen, voor onze toepassing, of anders gezegd zoals ik het wil toepassen dus erg handig.
En om de veldstroom te kunnen regelen moet je de verbinding tussen Field((bottem brush)in dit geval) en de regelaar onderbreken en daar 2 draden aan te zien solderen.
(voor de alternator waar ik mee bezig ben hebben daarvoor een nieuwe regelaar besteld á € 18,50 mocht het niet lukken dan is dat de schade)