LiFePO4-installation

[Lintott 1 882]

En liten projekttråd om min LiFePO4-installation.

 

Mina tre AGM-batterier har tröttnat efter elva säsonger så i vinter blir det byte till LiFePO4-batterier. Ett av batterierna fick kortis i en cell och drog ner de andra batterierna. De två andra batterierna är jämnåriga så jag kompletterar inte med enbart nytt blybatteri.

 

Jag separerar min enbankslösning till LiFePO4 för förbrukare och AGM för start (vill ha ett blybatteri att dumpa generatorladdning till om BMS slår ifrån laddningen så inte dioderna bränner). Yanmar avråder dessutom från LiFePO4 som startbatteri men jag känner ett antal båtägare som struntar i den rekommendationen och det verkar inte vara några problem för dem.

 

8 st 100Ah Winstonceller beställda hos SkyPower. Monteras 2P4S, vågade inte chansa med att 130Ah-celler skulle få plats. Fick testdata för helt nytillverkade celler och med små variationer i testvärden (resistans och laddningsnivå för respektive cellindivid). SkyPower offererade pris för celler och kopplingsbleck inkl tull, moms o frakt till Sverige. Vid "avseglingen" fick jag namnet på containerfartyget och har kunnat följa det från Kina via Singapore, Sri Lanka, Suez-kanalen, Pireus och ut i Atlanten via Bosporen.

 

BMS 250A från Muller Energy. Det är en JBD-BMS som de beställt från JBD med Muller Energys labling (finns endast att beställa direkt från Muller Energy). Hanterar överspänning o underspänning med kraftelektronik (slipper mecka med externa reläer). Toaster med 5A balanseringsström ingår i paketet. Blåtandsmodul och tryckkänslig övervakningspanel ingår. Enkel installation med minus från cellerna och vidare till minusplinten där alla laddare, elcentral mm samlas. Fem kablar från BMS till cellerna för spänningsmätning och balansering. Övriga installationsdelar ansluts med kontakter till BMS. Muller Energy var lite svåra att få kontakt med. De besvarade inte mail. Först när jag lade en beställning blev det fart. De skriver på hemsidan att frakt ingår inom Australien men de debiterade inget extra för frakt till Sverige. Tull o moms skickade PostNord faktura för när paketet kom till Sverige.

 

Skaffar 300A huvudsäkringar med hållare (T-säkring) vilket saknats i nuvarande CE-märkta båtbygge.

 

Resten av mina prylar har inställningsmöjlighet för litiumladdning (240V-laddare Mastervolt, Sterling Alt2B från generatorn, Tracer Epever serie A solcellsregulator) och har dubbla utgångar för förbrukning resp startbatteri (solcellsregulatorn matar endast förbrukarna). Elsystemet är redan idag välstrukturerat så det ska inte behövas så mycket modifieringar. Å presstång för upp till 50 kvadrat rörkabelsko finns sedan tidigare. Litiumceller har studerats under ett antal år i väntan på AGM-batteriernas hädangång så jag har hunnit med en del tankejobb o förberedelser.

 

Jag hittade förresten en ny kunskap angående långtidsförvaring av LiFePO4-batterier för någon månad sedan. Att förvara dem vid 40-60% SOC är sämsta tänkbara, det är inom det intervallet de åldras snabbast. De åldras långsammast vid nära 100% SOC. Däremot så ska NCA och NMC-batterier hållas mellan 60-80% SOC för att inte förtidsåldras. Man får vara försiktig när det skrivs "litiumbatterier" utan att det specificeras vilken typ av litiumbatterier de talar om...

 

Ett klipp ur artikeln jag hittade "Forskning visar att LFP batterier tål att vara fulladdade. Ovan graf (fanns med i artikeln) visar att vid 25 grader Celsius tar det 80
år(!) innan en konstant 90% laddad LFP batteri tappat 20% av sin kapacitet. Vid 10% laddning tar det 45 år. Men
kanske det mest överraskande är att vid 50% tar det bara 23 år. LFP batterier åldras snabbast vid 50% laddning."

[Jernhand 55]

Intressant. Har du bilder?

 

[Lintott 1 882]

34 minuter sedan skrev Jernhand:

Intressant. Har du bilder?

Cellerna passerade Cap Finisterre (Spaniens NV-spets) idag. Det här är de enda bilder jag har hitintills...

[ChristerN 2 504]

53 minuter sedan skrev Jernhand:

Intressant. Har du bilder?

 

Hoppas jag kommer när prylarna kommer på plats. Nu är de ju på en båt på väg till Sverige. 

[ChristerN 2 504]

Har du sett Andy från Offgrid Garage? Bra betyg åt Muller och deras JBD BMS även om denna video visar ett färdigt batteri med EVE-celler.

 

 

[Lintott 1 882]

30 minuter sedan skrev ChristerN:

Har du sett Andy från Offgrid Garage? Bra betyg åt Muller och deras JBD BMS även om denna video visar ett färdigt batteri med EVE-celler.

 

 

Det var där jag hittade den. Hans enda kritik var att den endast finns för 4S men det är ju precis det jag är intresserad av (han är ju Offgrid-inriktad och vill ha batterier med högre spänning).

 

Här är hans test av "den rena BMS-en".  

 

Mueller Energi är nog främst tillverkare av batteriboxar med olika kapacitet och om jag förstått rätt så togs Smart BMS 250A fram för en sådan batteribox. Snygga och robusta förpackningar men jag har inte behov av alla de olika typer av anslutningar som finns för dem. De är nog mest tänkta för outback-campare.

[anuba 414]

Om du satsar på Winstonbatterier behöver du antagligen inte fundera på komprimering av cellerna. Om jag har tolkat de senaste diskussionerna skall deras celler ha så stabila skall så att det inte behövs. 
Själv har jag beställt EVE 304Ah celler som sägs skall komprimeras. Det finns dock många åsikter där.

 

Hur har du tänkt att bygga in dem? Skall sätta dem i en vattentät låda? Vissa dropin-batterier som SOC säljer mycket på att de är vattentäta.

Jag är personligen lite skeptisk till dessa öppna BMSerna i marinmiljö. Är kretskorten skyddslackade tro? 

[Lintott 1 882]

4 minuter sedan skrev anuba:

Om du satsar på Winstonbatterier behöver du antagligen inte fundera på komprimering av cellerna. Om jag har tolkat de senaste diskussionerna skall deras celler ha så stabila skall så att det inte behövs. 
Själv har jag beställt EVE 304Ah celler som sägs skall komprimeras. Det finns dock många åsikter där.

 

Hur har du tänkt att bygga in dem? Skall sätta dem i en vattentät låda? Vissa dropin-batterier som SOC säljer mycket på att de är vattentäta.

Jag är personligen lite skeptisk till dessa öppna BMSerna i marinmiljö. Är kretskorten skyddslackade tro? 

För EVE så anges det rätt tydligt om förkortad livslängd om de inte komprimeras.

 

Winston är kraftigare byggda än EVE men jag vill göra jobbet ordentligt så jag kommer att komprimera dem. Det är för övrigt ett bra sätt att hålla cellerna samlade. "Gaveln" kommer även att bli uppfästning för BMS, toaster och kanske huvudsäkring så det blir ett paket. Komprimeringen tillverkas av ett par laminatgolvskivor (det är rätt stadiga plywoodskivor i dem samtidigt som de är rätt tunna) och några rostfria gängstänger.

 

I min båt finns en inplastad modul för batterierna. Den har även ett lock som skruvas fast med en vingmutter. Där står batterierna stadigt med stödskenor av trälister. Utrymmet är helt skyddat från att det kan komma in vatten såvida båten inte blir vattenfylld o sjunker men då har jag större problem...

 

Batteriutrymmet är under kojen inne i akterhytten och det är torrt o fint där inne. Risken för fukt kan jag nog bortse från. Muller Energy monterar BMS-modellen i rostfria batterilådor som är avsedda för friluftsbruk å klarar de den miljön så kommer de nog att fungera även i min båt. Jag har inte studerat in i  elektroniken men det skulle förvåna om det inte finns fuktskydd i dem.

Om toastern blir skadad är jag inte lika orolig för. De finns att köpa nya och BMS kommer att fungera även utan den (det finns även en passiv balanserare med lägre effekt inne i BMS-modulen). Jag betraktar toastern mer som en bonus som ingick i paketet.

 

I begynnelsen av min "forskning" om litiuminstallation så tittade jag mycket på BMS123. Den var jag lite mer tveksam till med ett antal små kretskort på polskorna, löda små kablar mellan korten, montera strömklämmor och reläer som alltsammans skulle anslutas till korten. Den lösningen var jag rätt tveksam till med tanke på alla anslutningar o lösa komponenter. Nuvarande SmartBMS från Mueller Energy som levererats från Australien har jag betydligt större tilltro till i en marin miljö.

[anuba 414]

1 timme sedan skrev Lintott:

I begynnelsen av min "forskning" om litiuminstallation så tittade jag mycket på BMS123. Den var jag lite mer tveksam till med ett antal små kretskort på polskorna, löda små kablar mellan korten, montera strömklämmor och reläer som alltsammans skulle anslutas till korten. Den lösningen var jag rätt tveksam till med tanke på alla anslutningar o lösa komponenter. Nuvarande SmartBMS från Mueller Energy som levererats från Australien har jag betydligt större tilltro till i en marin miljö.

Andy i Offgrid Garage  brukar ha bra idéer om BMSer. Jag kommer dock gå på JK-Smart BMS. Den kräver ingen extra prylar för att balansera 2A och verkar inte heller vara dålig. 
Det blir kul att höra hur du ställer ditt system.  Jag har kollat igenom många av Andys videor. Han har bland annat nördat in sig på vilken spänning man skall starta balanseringen. 3.45V verkar vara hett. 😉
För övrigt anser Andy att komprimering inte behövs enligt någon antal långa videor. Han trodde att livslängden blir tillräckligt bra om man inte laddar ur helt eller laddar helt fullt.  

Personligen kommer nog sätta några plattor runt celler för att de inte skall hoppa runt för mycket. 

 

 

[Lintott 1 882]

56 minuter sedan skrev anuba:

Andy i Offgrid Garage  brukar ha bra idéer om BMSer. Jag kommer dock gå på JK-Smart BMS. Den kräver ingen extra prylar för att balansera 2A och verkar inte heller vara dålig. 
Det blir kul att höra hur du ställer ditt system.  Jag har kollat igenom många av Andys videor. Han har bland annat nördat in sig på vilken spänning man skall starta balanseringen. 3.45V verkar vara hett. 😉

- - -

JK är specad för 200A. Mina kraftigaste säkringar är 200A. Då känns det tryggt med en BMS som är specad att klara 250A så säkringarna utlöser innan BMSen havererar. Har man krav på lägre toppeffekt så finns det ju många modeller att välja bland.

 

Mullers BMS (som är tillverkad av Jaibada) har både en 150 mA intern passiv och en 5A extern aktiv balanserare. Framtiden får utvisa om jag kopplar loss den aktiva och klarar mig på 150mA balansering.

 

En annan anledning till mitt val är med vilken kvalitet Mullers BMS är tillverkad. Kylflänsen som allt är fastskruvat i ger en enorm stabilitet till hela BMSen. Det är rejäla anslutningar till batteri o båt. Andra BMS jag tittat på har t.ex. dubbla kabelanslutningar för att klara de aktuella effekterna. Min har en kraftig kopparplåt som samlar ihop strömmen från de tre paketen med kraftelektronik och så finns det en anslutningspunkt.

 

Angående vid vilken spänning laddningen avbryts så måste den korrespondera med vid vilken spänning balanseringen startar. Eftersom laddningskurvan är väldigt flack så har elektroniken svårt att mäta vilken SOC batterierna har. Det presenterade värdet är oftast uträknat och kommer att avvika alltmer från verkligheten desto längre tid det tar mellan toppladdningarna och balanseringens aktivering. När laddningskurvan stiger brant uppåt så blir SOC-värdet mer exakt. Balanserare är oftast inställda för att balansera när SOC närmar sig toppvärdet. Om du aldrig närmar dig den punkten på laddningskurvan så kan obalansen bli onödigt stor.

 

LiFePO4-celler mår bäst av att långtidsförvaras vid högt SOC!

 

Vid 50% SOC är "åldringen" som störst för LiFePO4-celler så det finns ingen anledning att inte hålla cellerna toppladdade.

[ChristerN 2 504]

Sen har ju Mullers version av BMSen den i dagsläget oslagbara (?) funktionen att man kan ställa vid vilken cellspänning den externa balanseraren ("toastern") ska kopplas in. Jag ser detta som en nödvändighet för att hålla cellerna balanserade över tid. Andy har ju gjort en del tester där på senare tid. Dock balanseras bara en cell i taget vilket är en liten nackdel.

[Lintott 1 882]

2 minuter sedan skrev ChristerN:

- - -

Dock balanseras bara en cell i taget vilket är en liten nackdel.

Jag har bara testat Muller-BMS mot några små 26650-celler men där hoppade den friskt mellan de olika cellerna för att balansera. Om den balanserar en cell i taget eller alla på en gång känns som att det kan kvitta så länge hela paketet blir balanserat. (Det blev bara en kort test för sedan gav mitt lilla billiga nätaggregat upp och det sa poff... Nytt rejälare aggregat är på gång för fortsatt test.)

[kblomster 82]

2023-11-20 vid 17:51 skrev Lintott:

Ett klipp ur artikeln jag hittade "Forskning visar att LFP batterier tål att vara fulladdade. Ovan graf (fanns med i artikeln) visar att vid 25 grader Celsius tar det 80
år(!) innan en konstant 90% laddad LFP batteri tappat 20% av sin kapacitet. Vid 10% laddning tar det 45 år. Men
kanske det mest överraskande är att vid 50% tar det bara 23 år. LFP batterier åldras snabbast vid 50% laddning."

Intressant, har du en länk till den artikeln?

[Lintott 1 882]

1 timme sedan skrev kblomster:

Intressant, har du en länk till den artikeln?

Javisst, den sprider jag gärna för att döda faktoiden om att ha halvladdade LiFePO4-batterier vid långtidsförvaring. Jag blev själv uppriktigt förvånad när hittade o läste artikeln och sprider gärna den här insikten.

 

https://teslaclubsweden.se/vagar-man-ladda-lfp-batterierna-fulla/

[ChristerN 2 504]

13 timmar sedan skrev Lintott:

Javisst, den sprider jag gärna för att döda faktoiden om att ha halvladdade LiFePO4-batterier vid långtidsförvaring. Jag blev själv uppriktigt förvånad när hittade o läste artikeln och sprider gärna den här insikten.

 

https://teslaclubsweden.se/vagar-man-ladda-lfp-batterierna-fulla/

I en kommentar till artikeln ovan finns en länk till en annan sida av saken. Jag vet inte vad som är rätt eller fel.

https://disq.us/url?url=https%3A%2F%2Fwww.sciencedirect.com%2Fscience%2Farticle%2Fpii%2FS2667141722000283%3AEYRbM3lLdZ0R1KaeIMAseTxg0mE&cuid=3183742

 

 

 

Redigerad 23 November , 2023 av ChristerN

[anuba 414]

17 timmar sedan skrev ChristerN:

Sen har ju Mullers version av BMSen den i dagsläget oslagbara (?) funktionen att man kan ställa vid vilken cellspänning den externa balanseraren ("toastern") ska kopplas in. Jag ser detta som en nödvändighet för att hålla cellerna balanserade över tid. Andy har ju gjort en del tester där på senare tid. Dock balanseras bara en cell i taget vilket är en liten nackdel.

Men är den funktionen så unik? Det ser ändå ut som att JK BMS ser ut att att kunna ställa tröskeln för balanseringen. 

[ChristerN 2 504]

40 minuter sedan skrev anuba:

Men är den funktionen så unik? Det ser ändå ut som att JK BMS ser ut att att kunna ställa tröskeln för balanseringen. 

Funktionen kanske inte är helt unik men vad jag förstår är det enda BMSen som kan aktivera en (extern, aktiv och kraftigare) balanserare vid ställbara värden vilket ger lite mer kraft i balanseringen. Balanseraren ska ju bara arbeta när batteriet är nästan fullt för att inte skapa obalans, enligt Andy (Offgrid Garage). Jag kan inte säga att jag förstår allt inom detta område men när Andy, som varit väldigt nöjd med sin JK BMS i sin "stora hylla", säger att denna är den nya "kungen", iaf för de som bara behöver med 4S så tror jag det är väl underbyggt.

JK BMS i original har väl ca 1,5 A inbyggd aktiv balanserare och möjligen är väl också den ställbar.

Videon finns här (igen).

[Lintott 1 882]

2 timmar sedan skrev ChristerN:

I en kommentar till artikeln ovan finns en länk till en annan sida av saken. Jag vet inte vad som är rätt eller fel.

https://disq.us/url?url=https%3A%2F%2Fwww.sciencedirect.com%2Fscience%2Farticle%2Fpii%2FS2667141722000283%3AEYRbM3lLdZ0R1KaeIMAseTxg0mE&cuid=3183742

 

 

 

Jag har börjat läsa en av artiklarna och redan i inledningen skriver författaren (med hjälp av Goggle Translate):

"De flesta av dessa ansträngningar har dock fokuserats på nedbrytningen av LIB med
LiCoO2 (LCO), LiMnO2 (LMO) och LiNixCoyMn1-x-yO2 (NCM) katoder [8–11]. LiFePO4
(LFP)-katoder erbjuder lång cykel/kalenderlivslängd och god säkerhet [12], vilket leder till
att de blir en av de mest använda LIB-katoderna i energilagringsstationer och elfordon [ 13–
15]. Ändå är studier om nedbrytningen av LFP LIB:er otillfredsställande, eftersom de har
koncentrerat sig på Li-metallplätering, fast"

 

Det jag börjat betrakta som en faktoid - att LiFePO4-batterier ska långtidsförvaras halvladdade - beror nog på att forskarna fokuserat på de övriga batterikemierna och "antagit" att även LiFePO4 beter sig på liknande sätt vilket de nu börjat revidera. Utvecklingen har ju gått snabbt och det finns säkert fler upptäckter att göra inom de olika batterikemiområdena. Förmågan att snabbladda ändras ju t.ex. raskt i takt med att dopningarna förfinas.

[Lintott 1 882]

15 timmar sedan skrev ChristerN:

I en kommentar till artikeln ovan finns en länk till en annan sida av saken. Jag vet inte vad som är rätt eller fel.

https://disq.us/url?url=https%3A%2F%2Fwww.sciencedirect.com%2Fscience%2Farticle%2Fpii%2FS2667141722000283%3AEYRbM3lLdZ0R1KaeIMAseTxg0mE&cuid=3183742

 

13 timmar sedan skrev Lintott:

Jag har börjat läsa en av artiklarna och redan i inledningen skriver författaren (med hjälp av Goggle Translate):

"De flesta av dessa ansträngningar har dock fokuserats på nedbrytningen av LIB med LiCoO2 (LCO), LiMnO2 (LMO) och LiNixCoyMn1-x-yO2 (NCM) katoder [8–11]. LiFePO4 (LFP)-katoder erbjuder lång cykel/kalenderlivslängd och god säkerhet [12], vilket leder till att de blir en av de mest använda LIB-katoderna i energilagringsstationer och elfordon [ 13–15]. Ändå är studier om nedbrytningen av LFP LIB:er otillfredsställande, eftersom de har
koncentrerat sig på Li-metallplätering, fast"

 

Det jag börjat betrakta som en faktoid - att LiFePO4-batterier ska långtidsförvaras halvladdade - beror nog på att forskarna fokuserat på de övriga batterikemierna och "antagit" att även LiFePO4 beter sig på liknande sätt vilket de nu börjat revidera. Utvecklingen har ju gått snabbt och det finns säkert fler upptäckter att göra inom de olika batterikemiområdena. Förmågan att snabbladda ändras ju t.ex. raskt i takt med att dopningarna förfinas.

Nu har jag försökt läsa o förstå forskningsartikeln som redovisades ovan. Det är bara att erkänna att jag hade svårigheter att läsa p.g.a. många fackuttryck och otaliga begrepp o förkortningar som är helt okända för mig. Därav att det även var svårt att ta till mig och förstå allt som redovisades.

 

Jag har lite ytliga kunskaper om en del av de områden som diskuterades i rapporten för att förstå en del,  men absolut med det djup som behövs för att kunna dra slutsatser av det redovisade. Jag kan i alla fall konstatera att det med batterikemi, batterifysik, temperaturberoende, hantering (laddning/urladdning med olika antal C t.ex.) mm mm är en oerhört komplex sörja att försöka få enkla och entydiga svar på vad som är goda och dåliga parametrar vid tillverkning, förvaring, hantering o.s.v. för LIB (litiumbatterier - ett populärt samlingsbegrepp i rapporten..).

 

Bilden längst ner i inlägget är en sammanfattning av komplexiteteten och ger en liten översikt över alla (eller kanske bara en del av) de parametrar som påverkar förändringarna i ett LIB och får det att bete sig på olika sätt över tiden.

 

En sak som jag i alla fall insåg är att LIB  innehåller ett antal olika metaller och liksom alla metaller påverkas av sin omgivning och "rostar" i en eller annan form. Det är denna "rost" som bl.a. får cellerna att expandera och svälla (ungefär som att vanligt järn, aluminium m.fl. "vanliga metaller" "sväller" när det övergår från sin rena form till sin oxiderade kusin i form av "rost", "aluminiumoxid" o.s.v.). Det är nog skälet till att det rekommenderas komprimering för att bromsa det fysiska sönderfallet inne i cellen.

 

Vidare insåg jag att temperatur har en avgörande inverkan på åldrandet. Både vid laddning/urladdning som långtidsförvaring. Det framgår i viss mån även av 3D-grafen i min ursprungliga länk från Tesla Club...

 

Sen uppstår det skador inne i cellen både på fysisk och atomär nivå. Det hänger så klart samman med häftigheten vid laddning/urladdning mm men även från hur cellen är tillverkad vilket vi som användare inte kan påverka, bara anpassa oss till.

 

De som är klokare än mig inom området får gärna korrigera (jag förstod som sagt inte allt i rapporten) men jag kommer nog inte att fördjupa mig ytterligare i rapporten eller försöka försvara ovanstående uppfattning (rackarens @ChristerN som fick mig att lägga tid på att läsa rapporten..).

 

Fortsättningsvis så kommer jag att hålla mig till forskarnas sammanfattningar o slutsatser (om jag ens förstår dem - Teslaartikeln var i det avseendet rätt hanterbar).

 

Men jag kommer att försöka hantera mina LIB med samma försiktighet som jag gjort med mina AGM och undvika att långtidsförvara dem vid medelhög SOC (State of Charge - laddningsnivå). Då ska jag nog inte behöva byta batterier fler gånger under mitt fortsatta båtliv och kunna njuta av att inte ha batteritorsk-ångest.

 

Mina celler har för övrigt landat i Antwerpens hamn. Nu vidtar tullklareringen mm innan de får åka vidare hem till mig. Under tiden håller jag på att lära mig hur min test o balanseringsapparat (ZKETECH EBC-A40L med testprogram EB Tester) fungerar. Den står just nu o tuggar på några små 26650-celler av LiFePO4 som jag haft som ersättare för ett blybatteriet i båtdammsugaren i några år. Det är en lagom testcell där det inte är katastrof om något misslyckas samtidigt som de går snabbt att köra igenom testcyklerna. Lärorikt!

 

Fig. 6. Degradation mechanisms of LFP cathodes under various fields. Direct causes of degradation are listed in dark-blue rectangular blocks. We marked these direct
causes with octagonal light-blue blocks, in which capitalized A, I, and E indicate the cause belongs to the atomic, interface, or electrode scale, respectively.
L. Wang et al. eScience 2 (2022) 125–137
133

Redigerad 23 November , 2023 av Lintott

[Lintott 1 882]

Så här ser det ut när en liten halvladdad 26650-cell laddas ur med 1A tills spänningen sjunkit till 2,5V. Halvladdat: Urladdning gjordes med 2,4Ah av en 3Ah-cell.

 

Å så här ser det ut när samma cell laddas upp med 2A tills den når 3,65V. därefter sjunker laddningsströmmen tills den når 0,1A och laddningen avbryts. Då har cellen fyllts med nästan 3Ah. Cellen är märkt 10,24Wh och laddades med 10,64Wh så den får ju anses ha rätt bra prestanda.

 

När cellerna vilat ett tag så har spänningen sjunkit till mellan 3.37-3,40V (laddspänning till 3,65V) Det är möjligt att de kunde laddats till en lite högre spänning utan att riskera att bli överladdade.

 

De fyra cellerna ligger rätt nära varandra trots att de aldrig tidigare fått någon sådan här genomkörare.

 

Efter att Winstoncellerna gått igenom samma test så kommer de att paras ihop 2 o 2 så att de parallella cellerna har så lika prestanda som möjligt innan de seriekopplas.

 

[anuba 414]

14 timmar sedan skrev Lintott:

 

 

 

Fina kurvor. Jag har försökt att skapa något liknade med lampor som last. 

Så jag kunde inte heller låta bli att köpa en EBC-A40L. Kul instrument!
Den blev en resistansmätare YR1035 också. 

[Lintott 1 882]

3 timmar sedan skrev anuba:

Fina kurvor. Jag har försökt att skapa något liknade med lampor som last. 

Så jag kunde inte heller låta bli att köpa en EBC-A40L. Kul instrument!
Den blev en resistansmätare YR1035 också. 

Jag är nöjd med EBC-A40L. Att ladda upp är rätt enkelt. Att ladda ur med bestämd last är lite meckigare. Klart att det går med känd belastning som du försökt men det kvarstår att bryta vid rätt tillfälle och att summera förbrukad effekt.

 

Det ligger en YR hos mig också....

 

Sen eldade jag, som jag skrev tidigare, upp min lilla enkla ställbara Power supply (kostade under 100-lappen för några år sedan). Den var rätt klen och kunde inte ställas in så noggrant. Jag fick mäta spänning med mätinstrument samt ställa strömstyrka via en buck som seriekopplades. Jag saknar den inte...

 

Som ersättning har jag köpt en Power supply (ZE09-4Digits 30V10A) som kan ställas in för 0-30V och 0-10A. Den är lite kraftfullare och enklare att ställa in.

Jag känner mig trygg med den för att balansera cellpaketet innan det installeras. Sen är den användbar även till mycket annat.

[Lintott 1 882]

Lite fortsatt egenutbildning med testutrustningen på 26650-cell.

 

Nu börjar jag få kläm på hur utrustningen ska användas. När Winstoncellerna anländer så kan jag ställa testprogrammet för att köra fulladdning (de levereras halvladdade), urladdning och fulladdning i ett svep och logga hela processen. Enligt testprotokoll jag fått från leverantören så låg spänningarna på mellan 3,295V och 3,296V då de skickades iväg. Då kommer det att gå raskt att skapa mätdata för varje cell och samtidigt blir de fulladdade innan de buntas samman. Inställningarna blir självklart annorlunda med Winstoncellerna som är på 330Wh (100Ah o 3,3V) till skillnad från 26650-cellerna som är på 10,24Wh (3,2Ah o 3,2V).

 

Jag lät cellen laddas ur lite (hel ur/upp-laddning med 2A tar 3 timmar så jag körde ett snabbspår på en halvtimma). Väntade 5 min och laddade sedan med 2A upp till 3,65V varefter strömmen minskade till 0,1A. När strömmen kommer till inställt värde (0,1A) så stoppar uppladdningen. Sedan lät jag testaren stå på i ytterligare 10 minuter för att se hur mycket spänningen sjönk efter avslutad laddning och få med det i diagrammet. Den sjönk rätt raskt förbi 3,55V och stannade lite senare på 3,51V. Det är alltså ingen kris att testladda till 3,65V. (Har nu fortsatt vidare nedåt till under 3,5V.)

 

Diagrammet: Blå kurva är spänningen (V) med skala till vänster. Röd kurva är strömstyrkan (A)  med skala till höger.

När spänningen passerar 3,50V så stiger den raskt uppåt och därför begränsas strömstyrkan  när spänningen passerar 3,65V. Där är cellen rätt fulladdad och strömstyrkan sjunker snabbt. Att testaren slår av vid 0,10A är ett inställt brytvärde med anledning av att då är det fullt i cellen.

Redigerad 25 November , 2023 av Lintott

[Lintott 1 882]

Tomten kom tidigt i år med två väl madrasserade paket (tur att det var välförpackat, pakethanteringen hade varit hårdhänt med kartongerna).

 

 

Förutom celler o kopplingsbleck (tilläggsbeställning) så fanns det med en tjock bruksanvisning med hanteringsrekommendationer, säkerhetsanvisningar mm t.ex. att:

* de går att dränka i vatten om höljet skadas

* de rekommenderas att komprimeras

* laddnings- och urladdningsgränser (i C)

* o en massa mer (copyright på innehållet så jag kan inte scanna och dela med mig)

 

Jag kan verkligen rekommendera att beställa celler från ThunderSky. Snabba svar på frågor o korrekt hantering.

Jag mailade kontaktpersonen för ett par dagar sedan angående lite konstigheter på adresseringen. Idag hade hon till o med följt upp och kontaktat DPD (Tyskt tp-företag som ansvarade för resan inom Europa) om att Postnord strulat igår och påstod att det inte fanns någon adress på paketet och därför inte kunde leverera. Vid uthämtning senare idag fanns det både adress o tfnnr på båda paketen....

 

Leveranskontroll att fabrikstesten var relevant.

Spänningen var 0,017V lägre på samtliga celler nu i förhållande till när de testades på fabriken. Samtliga celler hade på hundradelens volt samma spänning nu. Lite varierande impedans i förhållande till fabrikstesten men låga celler var låga vid fabrikstest o höga celler var höga vid fabrikstest. Fabrikstest medelvärde 0,28milliohm och vid mottagande 0,24milliohm. De var helt nytillverkade vid ursprungstest så spänningsfallet o lägre impedans kan ju bero på att de stabiliserat sig under resan.

 

Nu vidtar "motionering" och kapacitetstest med fulladdning - urladdning och fulladdning (loggas i PC).

 

[anuba 414]

Ursäkta att jag trådsnyltar lite här.

Av en tillfällighet dök mina batterier från NKON också upp i veckan, 304Ah EVE. Det kommer bli ett kul vinterfix. Jag har inte bestämt om jag skall bygga en egen låda eller köpa en färdig låda. 
 

[Lintott 1 882]

1 timme sedan skrev anuba:

Ursäkta att jag trådsnyltar lite här.

Av en tillfällighet dök mina batterier från NKON också upp i veckan, 304Ah EVE. Det kommer bli ett kul vinterfix. Jag har inte bestämt om jag skall bygga en egen låda eller köpa en färdig låda.

Min plan är att sätta en laminatskiva (golvlaminat) på varje sida och dra samman med rostfria gängstänger. Laminatskivor är rätt tunna och styva. En-meters rostfri stång i M3, M4 eller M5 kostar 50:- (märkligt nog samma pris för de olika dimensionerna) o så lite brickor o muttrar. Jag har blivit avrådd från ThunderSky´s komprimering och valde bort den vid beställningen. Den sägs vara väldigt pillig att få samman.

 

Jag tror att Winstoncellerna är rätt stadiga i höljet men jag vill göra en once-in-a-lifetime-installation och göra installationen ordentligt.

[anuba 414]

8 timmar sedan skrev Lintott:

Min plan är att sätta en laminatskiva (golvlaminat) på varje sida och dra samman med rostfria gängstänger. Laminatskivor är rätt tunna och styva. En-meters rostfri stång i M3, M4 eller M5 kostar 50:- (märkligt nog samma pris för de olika dimensionerna) o så lite brickor o muttrar. Jag har blivit avrådd från ThunderSky´s komprimering och valde bort den vid beställningen. Den sägs vara väldigt pillig att få samman.

 

Jag tror att Winstoncellerna är rätt stadiga i höljet men jag vill göra en once-in-a-lifetime-installation och göra installationen ordentligt.

Jag är lite inne på samma ide. Jag har köpt färdigklippta FR4-skivor på Amazon. 

 

Annars var jag lite sugen på att köpa en färdig plåtlåda. EEL Battery box var snygg men säljs bara inklusiva BMS.

 

Så det enklaste är att bygga med plywood och måla den.

Det finns en del bra tips på Youtube om att bygga en snygg trälåda med pinskruvar.

https://youtu.be/-ZxcGc59M60?si=ucR78ErMlWDrVBNY

 

I mina datablad stod att batterierna helst skall komprimeras med en kraft motsvarande 300kgf. Det låter mycket men efter en liten undersökning så fann jag att 300kgf motsvarar 750N per skruv. Det skulle bara krävas 0.8Nm per skruv om man använder smörjade M6 pinbult. Inte så mycket helt enkelt.

https://torquecalculator.nord-lock.com/sv-se/

 

 

[Lintott 1 882]

5 timmar sedan skrev anuba:

- - -

Annars var jag lite sugen på att köpa en färdig plåtlåda. EEL Battery box var snygg men säljs bara inklusive BMS.

 

Så det enklaste är att bygga med plywood och måla den.

- - -

Jag kommer inte att bygga någon låda att förvara mina LFP i. Jag vill att de ska stå luftigt för att få kylning när de laddas/laddas ur. Därför blir det bara gavelplattor som spänns samman. Sen blir det någon form av fästen i batteriboxen så att de står stilla. Höjden på min batteribox (sluten box med botten o sidor i glasfiber som är gelcoaterad samt ett fastskruvat plywoodlock) är bara några cm högre än cellerna så det kommer att räcka med lagom höga lister som skruvas fast i botten av boxen. Mina AGM har stått på det sättet och stod kvar "när jag hjälpte Sjöfartsverket med lodning" (det tvärstoppsgrundet finns numera med i sjökorten...).

[Lintott 1 882]

2023-12-07 vid 21:11 skrev Lintott:

- - -

Nu vidtar "motionering" och kapacitetstest med fulladdning - urladdning och fulladdning (loggas i PC).

Nu har två celler gått igenom kapacitetstesten. Jag är nöjd med resultatet. Båda cellerna visar på högre kapacitet än specificerat och uppvisar rätt små prestandaskillnader.

 

För första cellen blev loggningen inte fullständig. Trots att PC energialternativ var ställt på "ständigt på" så fanns det långt in i de avancerade inställningarna en parameter att stänga av efter 180 minuters inaktivitet... Testapparaten fullföljde det pågående teststeget men sen tog det stopp när den inte fick kommando om nästa steg. Det blev att köra om en del av testet men det blev inget fullständigt diagram.

 

Slutresultatet för första cellen var i alla fall positivt. 100Ah-cellen laddades upp med 125Ah/436Wh. Allt fås nog inte tillbaka vid urladdning men LFP har, vad jag förstår, inte Peukert-effekt på samma sätt som ett blybatteri.

 

Nästa cell passerade hela testprogrammet utan avbrott och jag fick ett fint diagram som är rätt lärorikt att studera för att förstå dynamiken i ett LFP. Efter varje laddning/urladdning lät jag cellen vila en stund. Då framkommer hur spänningen sjunker/stiger lite när cellen kommer till viloläge. När sen urladdning/laddning går igång igen så gör spänningen ett rejält skutt nedåt/uppåt under ett fåtal minuter för att sedan ha en väldigt rak spänningskurva innan SOC närmar sig nedre/övre gräns för rekommenderade spänningar.

Under den "raka delen" av kurvan så är spänningsskillnaden väldigt liten under större delen av urladdning/laddning. Jag vill betrakta det som väldigt svårt att bestämma SOC enbart med hjälp av att mäta spänningen. Ett lite dåligt kalibrerat instrument, en liten belastning eller en liten laddström kommer att spöka till det så att spänningsmätningen blir en rätt meningslös gissning. Till dem som försöker fastställa SOC efter spänningsmätning vill jag bara rekommendera - glöm det! För att få ett skapligt rättvisande värde på SOC mellan 10% - 90% så hävdar jag att det behövs en schunt och ett instrument som håller rätt på förbrukning/laddning. När cellen når tomt/fullt så rakar spänningen iväg och det är enklare och tydligare att mäta.

 

Cell 2 laddades fullt från "fabriksladdningen". Därefter skedde en urladdning med 30A (ca 0,3*C vilket är väldigt försiktigt i förhållande till vad cellen tål), då levererades 126,62Ah. Efter vila återladdades cellen med 30A och tog då emot 126,56Ah. Energimässigt så laddades det ur 403Wh och återfylldes med 432Wh, en skillnad på 7,5%. Variationen mellan kapacitet (Ah) och energi (Wh) gissar jag kan tillskrivas lite olika medelspänning under testen. 7,5% är kanske den "förlust" som uppstår under en cykel? Om den rätt höga strömmen (30A) under hela testen påverkar förlusten törs jag inte ens gissa om. I praktiskt bruk så kan man nog bortse från den skillnaden. Effekten blir bara att Ah-räknaren som läser av schunten behöver nollställas ibland när batteriet är fulladdat.

Jag kan även konstatera att diagrammet tydligt visade att kurvan började "dra iväg" vid de av mig valda inställningarna för att avbryta laddning/urladdning så jag har nog träffat ganska rätt vid testen. Vid verkligt bruk kommer jag nog att vilja ställa in systemet för en lite försiktigare nivå för SOC dock utan att ge avkall på att toppspänningen blir tillräcklig för att åstadkomma balansering.

 

Å så en bild av testkurvan under nästan 13 timmar (blå kurva=spänning och röd kurva=strömstyrka):

1. Ladda upp med konstant ström (30A) till 3,65V och fortsätt med konstant spänning tills strömmen når 0,1A,

2. Vila 10 minuter,

3. Ladda ur med konstant ström (30A) till 2,7V,

4. Vila 10 minuter,

5. Ladda upp med konstant ström (30A) till 3,65V och fortsätt med konstant spänning tills strömmen når 0,1A

6. Vila 15 minuter och avbryt därefter testen.

 

Notera hur

Spänningskurvorna ligger förskjutna i nivå vid urladdning/uppladdning.

Spänningen som sjunker/stiger lite när cellen blir obelastad för att sedan ta ett större hopp när den omvända strömmen släpps på.

Strömstyrkan sjunker raskt vid ca 3A vid laddning för att sedan plana ut mot 0,1A.

[Lintott 1 882]

Testade hur mycket energi man "tjänar" på att toppladda en LFP-cell.

Utgick från en cell som var laddad till 3,65V (jag testkör mot den spänningsnivån). Laddade vidare med 20A tills spänningen var 4,00V. ThunderSky/Winston anger den nivån på laddspänning vid initiala laddningen så det ska inte vara någon risk. Jag har varit lite försiktigare och stannat vid 3,65V under min initiala laddning/kapacitetstest.

 

Efter knappt 30 sek har spänningen stigit till 4,00V o strömstyrkan sjunker raskt.
Efter 1.30 har laddströmmen sjunkit till 1A och planar långsamt ut mot 0,1A som tar drygt en halvtimme.

 

Under denna halvtimme har cellen tagit emot 1123 mWh (281mAh och 4V).

 

Som en jämförelse så innehåller ett alkaline AA-batteri 1120 - 4800 mWh (700 - 3000mAh och 1,6V) beroende på belastningen. Toppladdning av en 100Ah (i realiteten 125Ah) LFP-cell ger alltså samma energiinnehåll som 1/4 till 1/1 AA-batteri. Det är rätt självklart att det inte finns någon som helst mening i att stressa LFP-cellerna på det sättet för den lilla ökningen av energiinnehållet.

(Cellen laddades ur efter testet till 3,65V.)