Onderwerp: Lithium meerdere cellen parallel

Ook ik ga mee in de vaar der volkeren en heb een flinke set LiFePO4 cellen besteld.
Nou kan je van die speciale koperen verbindings stripjes kopen, maar:
Koper op een aluminium celpool in combinatie met vocht is niet ao'n goed plan
Die dingen zijn best prijzig.
Vandaar dus mijn plan om wat alu verbindings strips te laten maken.

Dit zou genoeg speling moeten geven voor wat thermische effecten. Verder speel ik nog met het idee om een stukje van de 'spiraal' een veel smaller te maken zodat het een zekering wordt voor het geval een van de cellen stuk gaat. De celstroom bij vol vermogen zal angeveer 35A zijn, bij een doorsnede van 6mm2 zou de 'fuse' stroomsterkte iets rond de 300A worden. Nadeel is dan wel dat bij 35A de temperatuur van het 'fuse' stukje oploopt tot zo'n 60^oC. Hoe erg zou dit zijn voor de accu's? Er zijn hier best een aantal mensen die meer ervaring/kennis hebben met LiFePO4 dan ik, dus graag wat (opbouwende) kritiek.

Het lijkt me het meest practisch om een doodgewone zekering te gebruiken, die zijn ontworpen om de hoge temperatuur op een klein stukje te concentreren, dan heb je geen last van warmte een stukje verderop.

Bij auto accu's wordt het regelmatig wel gedaan.

Al heb je daar wel veel meer cellen parallel.In mijn geval maar 6.

Het probleem van elektrolytische corrosie van de koper aluminium legering overgang heb ik ook herkend. Als maatregel tegen het binnen dringen van water gebruik ik onbrandbaar siliconen vet, ofwel 'sanitair vet'. Zorg je ervoor dat er nergens meer lucht (met condens) tussen de koper-aluminium aansluitingen kan komen, dan zul je ook geen 'bloemkolen' (corrosie van accupolen) meer tegenkomen.
Gebruik je ander vet, dan loop je het risico dat het bij hogere temperaturen smelt en zelfs ontbrandt.
Ik heb bij deze 'potting' methode nog geen sporen van corrosie gezien. Silicone vet is niet zuur of juist basisch en neemt geen water op (en kun je dus ook bijna niet van je handen afwassen) zodat de metalen van de verbinding niet makkelijk 'in oplossing' kunnen gaan en vervolgens elektrolytisch oxideren.

Ik heb geëxperimenteerd met fusible links zoals deze ook in auto's worden gebruikt, maar dan zelf gemaakt. De fusible links heb ik gemaakt van vertinde koperlitze in een siliconen leiding. Siliconen is een relatief goede warmtegeleider en eventueel opwarmen door een hogere stroom zal na dat event ook weer terug gaan naar normale temperaturen. Siliconen kan ook tegen behoorlijk hoge temperaturen (meestal staat op de leiding 300oC aangegeven) zodat 'doorsmelten van de isolatie' niet snel zal voorkomen bij stromen net tegen het tripping point aan. Doe je daarnaast ook nog een stuk hittebestendige kous om de 'fusible draad' heen, dan kunnen ook eventuele smeltparels niet door de drukverhoging in de vlamboog buiten de behuizing worden geblazen en daar dan brand veroorzaken. Demethode is niet geschikt voor gasdicht gefitte elektrische installaties zoals op boorplatformen of in andere vormen van petrochemische industrie.
Ik vind je ontwerp van de aluminium strips heel leuk. Daar hoor ik graag verder over. Hoe het 'fusing element' te calibreren heb ik geen idee over... Ik heb 'gecalibreerd looddraad' bij Alie gekocht en hier zijn dan diameters voor die passen bij een tripping current van 5, 10, 15 en 20A voor (en waarschijnlijk ook nog meer), maar mechanisch is die draad maar 'slappe hap' en als je ze met een crimper op wilt nemen in een leiding als een echte 'fusible link' is het net of je een tube mayonaise in de crimp tang hebt zitten Plifrt en het lood wordt zo dun dat het uit het kabelschoentje valt.
Lood is wel een goed metaal voor de fusable link aangezien het bij lage temperaturen al smelt en niet waarschijnlijk na doorsmelten meteen brand zal veroorzaken. Soldeertin is ook een optie, maar dat is ook weer moeilijk in een gecalibreerde dikte in ampères te krijgen.
Invijlen of gaatjes boren in een strip heb ik ook geleerd als methode om een strip (soms zelfs koper) voor een bepaalde stroomsterkte te calibreren. Met plat aluminium moet dat ook gaan. Daar waar de doorgang 'het smalst' is zal het aluminium smelten terwijl het op het platte aansluitstuk voldoende zal koelen om de smelttemperatuur niet te bereiken. Je ontkomt er echter niet aan om toch in de richting van 600oC te gaan voordat aluminium gaat smelten. Lood is mechanisch niet sterk genoeg maar heeft wel een mooie lage smelttemperatuur. Zink is ook een alternatief, stroken uit de dakgoot knippen (niet echt doen hoor!) en dan kun je er zelfs een ring voor contact met de 'zekeringhouder' aan solderen (geen S39 gebruiken! anders worden de koperdraden groen.)
Calibreren door een hapje eruit te knippen vanaf de zijkant en dan met een lastrafo controleren of een van de 'zekeringen' wel 'tript' bij de door jou gewenste stroomsterkte.

Je zult wel weer wat ambachtelijk werk moeten verzetten, maar dat zou voor mij de charme zijn! Succes gewenst
door Peper.

Die strips heb ik ook op YT gezien....
Zo'n strip zal alleen doorbranden bij die ene cel met complete kortsluiting.

Heb er wel mijn bedenkingen bij. Als het de bedoeling is dat die smalle stukjes doorbranden (smelten) dan gaan ze eerst flink gloeien, en dan met een vonk bij uiteindelijk onderbreken.
"Echte" zekeringen houden dat gebeuren inwendig, in glas of kunststof. Dat lijkt me veiliger.

Zonder die strips gaan waarschijnlijk / misschien al je andere cellen eraan, met de bijbehorende warmteontwikkeling, dat is ook geen fijne situatie...

Richard

Richard, je hebt zeker een punt! Daarom voor dat je de strips tussen de cellen zet ze inpakken in krimpkous met daar weer een geweven teflon kous overheen.
Groeten, Peper

In mijn geval hebben we het over 6 cellen parallel met per stuk 0.9kWh aan energie. Vandaar dat ik wel zou willen beveiligen, maar het middel moet natuurlijk niet erger worden dan de kwaal.

rooiedirk schreef :
Ja dat dus...
Ik vraag me echt af of je dit zelf betrouwbaar en veilig kan maken. Uiteindelijk zit er toch wel een en ander aan expertise in een simpel ding als een zekering.

En om nu vermogen te gaan verstoken in een beveiligings-stripje en daarmee je cellen op te warmen... met de kans dat ze eerder stukgaan... hm .. hm... weetiknietzomaar...

R.

Optimale laadconditie LFP cellen: laadstroom 0,1c
laadstroom waarboven LFP cellen merkbaar opwarmen: 0,5c
laadstroom waarboven LFP cellen door verwarming maar gedurende beperkte tijd mogen worden opgeladen: 1c
laadstroom waarbij LPF snel oververhit raken: 3c. Een enkele laadpuls (<1 sec) mag tot 3c komen.

Ontlaadt voorwaarden:
0,1 tot 0,3c: geen tijdslimiet
van 0,3 tot 0,5c: tijdslimiet bepaald door de temperatuur (<50^oC)
van 0,5c tot 1c: tijdslimiet (beperking door de fabrikant aangegeven tot) 10 sec.
bij stromen boven de 1c: thermische uitschakeling van de stroom of het doorbranden van een zekering.

3Ah cellen: ideale laadstroom 300mA = optimale belasting.
Laadstroom waarbij opwarming: 1,5A = bij ontlading met deze stroom, beperking van de levensduur tot onder de 2000 cycli.
Maximaal toegestane laadpuls: 9A = maximale waarde zekering 5A (fast blow). Anders tript de zekering niet meer door de geringe lading in de cel en de verhoging van de inwendige weerstand bij de gedeeltelijk ontladen cel. Een diep ontladen cel moet uit het accupak worden gehaald om opnieuw initieel te worden geladen.

Bij 6 cellen parallel: stroomsterkten maal 6. Door lading/spanningsverschil tussen de cellen de stroomsterkte niet maal 6 doen, maar maal 3. In dat geval niet zwaarder zekeren dan 15A.

Voor deze cellen zou de individuele cel zekering in de parallelschakeling van de uitkomen op 5A. Wil je dichter tegen de marges aan werken dan moet er een thermische bewaking op het accupak komen zodat er geen te hoge temperatuur optreed en het elektrolyt uit de cellen kan spuiten. Het elektrolyt van LFP cellen bestaat uit gehalogeniseerde koolwaterstof combinaties en is onbrandbaar, maar niet goed voor je.
Blijf je uit de buurt van de marges, dan wordt eer een levensduur van 6 tot 8000 cycli (en meer) toegekend.
Groeten, Peper.