Elsystem - LiFePO4 drop-in batteri

[Carl_XII 26]

En förenkling som är möjlig i detta fall är att ersätta DC/DC med ett skiljerelä:

När LFP kopplas bort (fullt laddade) finns blybatterierna kvar och räddar generatorn (om den skulle köras då). När spänningen går ned igen kopplas LFP in och hjälper till. Man sätter en lägsta spänningsnivå för LFP då de kopplas bort ( t ex 13.1 till 13.2 V) eller en nivå på State of Charge som man räknar ut med hjälp av att mäta ström och tid (Coulomb counting). Startbatteriet avskiljs vid 12.8 V och behålls laddat. Vid laddning kan man också övervaka ström och spänning vid LFP batteriet och koppla ifrån vid lämplig "cut-off-current". En temperatursensor kan läggas till, så att man blockerar LFP laddning om temperatuiren skulle sjunka under nollan (eller t ex +5 grader för marginal).

[anuba 327]

@Carl_XII Det ser spännande ut. Vad skulle du vinna på detta systemet?

 

Det finns kanske en möjlighet att Victron har ett lämpligt relä som passar får att koppla ihop Blysyra med LFP,

Cyrix Li-ion 230 A verkar ha tre stycken olika för ändamålet.

https://www.victronenergy.com/battery-isolators-and-combiners/cyrix-battery-combiners

[Carl_XII 26]

3 minutes ago, anuba said:

@Carl_XII Det ser spännande ut. Vad skulle du vinna på detta systemet?

 

Den största fördelen med systemet, som jag ser det, är att man kan styra hur LFP batterierna ska användas: Vilken laddning de ska laddas upp till och hur långt ned de ska urladdas innan man laddar upp dem igen i nästa cykel. På det viset borde livslängden på LFP kunna bli mycket lång. Jag litar inte på att den inbyggda BMSen ska skydda dem mot överladdning om man skulle använda en vanlig MPPT regulator, även om man ställer ned spänningen. Dessutom kommer LFP att hjälpa blybatterierna att hålla full laddning så länge som möjligt (LFP batteriernas lägsta spänning blir ca 13.2 V vilket är samma som "float" spänningen för en blybatteriladdare). 

 

[Carl_XII 26]

X2 BMS och BBMS är egentligen rätt lika systemlösningar.

I fallet X2 BMS anser man att LFP och blybatterier bara ska kopplas ihop vid laddning (charge relay). I alla övriga lägen är de isärkopplade (load relay och backup relay används för att koppla förbrukarna till LFP respektive blybatterierna). 

BBMS är en förenklad lösning där LFP kopplas ifrån när det är fulladdat, men kopplas in igen med samma relä när LFP ska hjälpa till med förbrukarna. Då LFP har högre spänning än blybatterierna hjälper det till att hålla dem fullt laddade. När LFP har urladdats (till en ställbar nivå, t ex 20%) kopplas det ifrån och blybatterierna tar över. När laddning finns tillgänglig kopplas LFP in och laddas, för att sedan kopplas bort tills de behövs igen. Endast ett relä behövs för detta, så det blir billigare. Genom att styra ihopkopplingen av LFP och blybatterierna så att den sker endast när spänningarna är lika stora blir det inga stora strömspikar som kan skada elektroniken. Därför behövs inte heller några kraftiga resistorer för att begränsa strömmar vid ihopkopplingen av LFP och blybatterier. 

[Trevia 0]

Jag fyller på med en kanske enkel fråga. Jag har ett system som är exakt som ts med bara annat fabrikat . Dc/Dc laddaren får + & - från startbatteriet och laddar förbrukarbanken. Eftersom jag vill mäta laddningen så går minus från dc/dc till samma sida på shunten som alla andra förbrukare och laddare. Nu till frågan. Minus som går till startbatteriet, ska jag lägga den ochså på samma sida av shunten eller helt gå förbi shunten till minus på startbatteriet? Hoppas någon förstår. Jag tänker att när motorn går och dc/dc laddaren skickar in laddning genom shunten så kan väl även generatorns laddning gå genom shunten om det ligger på samma skruv eller kan det inte bli så?

[Lintott 1 689]

35 minuter sedan skrev Trevia:

Jag fyller på med en kanske enkel fråga. Jag har ett system som är exakt som ts med bara annat fabrikat . Dc/Dc laddaren får + & - från startbatteriet och laddar förbrukarbanken. Eftersom jag vill mäta laddningen så går minus från dc/dc till samma sida på shunten som alla andra förbrukare och laddare. Nu till frågan. Minus som går till startbatteriet, ska jag lägga den ochså på samma sida av shunten eller helt gå förbi shunten till minus på startbatteriet? Hoppas någon förstår. Jag tänker att när motorn går och dc/dc laddaren skickar in laddning genom shunten så kan väl även generatorns laddning gå genom shunten om det ligger på samma skruv eller kan det inte bli så?

Det är inte (aldrig..) så enkelt att hänga med i en beskrivning av hur allt är hopkopplat i ett elsystem. Det går att göra på så många sätt och ändå få det att fungera.

 

Om jag förenklar ditt bryderi och håller mig till att mäta förbrukarbatteriet:

 

Alla minus möts i en och samma punkt (sen består den punkten ofta av en eller flera minusplintar som är förbundna med varandra). Du vill kunna mäta in/ut ur förbrukarbatteriet. Då sätter du schunten mellan minusplint och minus på förbrukarbatteriet. Schunten är ju bara ett räkneverk som räknar in/ut ur förbrukarbanken.

 

Om du sen laddar förbrukarbanken med dc/dc-laddare, 240V-laddare eller solceller bryr sig "räkneverket/schunten" inte om, den räknar bara på den effekt som passerar från förbrukarbatteriminus via schunten till den gemensamma minusplinten. (Jag tolkar din beskrivning som att dc/dc-laddaren får sin ström från generatorn-startbatteriet.) Det som passerar schunten är lika mycket som det som passerar in/ut via batteriets pluspol dit plus från laddarna samt plus till förbrukarna är anslutna.

[Trevia 0]

Tack för svaret, jag ska försöka vara tydligare så jag själv förstår 😉.

Jag har kunskapen om kopplingen på allt som har med minussidan att göra för att få shunten att mäta, dvs alla förbrukare och all laddning som har med den att göra hamnar på samma minusplint, även landström och dc/dc och mpptladdare. Idag är det såhär: Minus från motor går obruten till startbatteri och vidare till dc/dc. Alla andra minus ligger på shunten. Det innebär att förbrukarminus inte är förbunden med motorn, utan den är en helt egen krets. Det jag funderar kring är följande: när jag startar motorn kommer generatorn ladda på startbatteriet som i sin tur skickar vidare till dc/dc. Laddningen från dc/dc kommer mätas genom shunten. Men om minus till startbatteriet också ligger på shunten finns då ingen risk att det blir en krets mellan dc/dc + på förbrukar banken och att generatorn laddar den vägen i stället för genom startbatteriet? Som det är nu så är det två helt skilda kretsar, en för startbatteri med sin minus och förbrukarbankens minus är inte förbunden med motorn alls 

Jisses vad långt, fråga på om jag är otydlig.

[IngemarE 3 285]

Som @Lintott skriver är det oftast lättare att göra en enkel skiss istället för att beskriva i ord. Inte sällan blir det då också uppenbart för en själv hur strömmen går.

 

35 minuter sedan skrev Trevia:

Minus från motor går obruten till startbatteri och vidare till dc/dc. Alla andra minus ligger på shunten.Det innebär att förbrukarminus inte är förbunden med motorn, utan den är en helt egen krets.

Men det måste den ju vara på något sätt, annars kan du inte ladda förbrukare från generatorn. Eller har du en isolerad DC/DC med galvaniskt skilda in- och utgångar ?  Egentligen lite overkill, men, men....

 

37 minuter sedan skrev Trevia:

Men om minus till startbatteriet också ligger på shunten finns då ingen risk att det blir en krets mellan dc/dc + på förbrukar banken och att generatorn laddar den vägen i stället för genom startbatteriet?

Du har ju inte plus på generatorn/motorbatteriet ansluten till något annat än plussystemet på motorn samt in på DC/DC, eller hur ?  Det räcker ju med att du håller isär plussidan för att strömmen inte skall flyta "fel".

 

[Trevia 0]

Tack IngemarE, dina svar är ofta väldigt tydliga.

"Men det måste den ju vara på något sätt, annars kan du inte ladda förbrukare från generatorn. Eller har du en isolerad DC/DC med galvaniskt skilda in- och utgångar ?  Egentligen lite overkill, men, men...."

Jo förbrukarna laddas av isolerande dc/dc laddare med plus och minus in i ena änden och plu och minus ut i andra änden. Jag är så dålig på att ladda upp bilder i forumet annars hade jag absolut gjort det.

Här är en länk till laddaren, långt ner finns ett princip schema. Det är alltså ingående - från generatorn jag undra om, och isf varför den ska till shunten eftersom den bara matar dc/dc via startbatteriet.

https://eu.renogy.com/12v-40a-dc-to-dc-on-board-battery-charger/?Rng_ads=41fecc5b6349e3de&kw=&ad=&gr=&ca=20967693738&pl=ga&gclid=CjwKCAiA29auBhBxEiwAnKcSqnTmoNEarOaWVw7uX3rsY_beBri799N5RchFmJQoI4zcSJL6JYBjfxoCmOgQAvD_BwE&r_u_id=7141219411&gad_source=1

 

[Trevia 0]

1 timme sedan skrev IngemarE:

Som @Lintott skriver är det oftast lättare att göra en enkel skiss istället för att beskriva i ord. Inte sällan blir det då också uppenbart för en själv hur strömmen går.

 

Men det måste den ju vara på något sätt, annars kan du inte ladda förbrukare från generatorn. Eller har du en isolerad DC/DC med galvaniskt skilda in- och utgångar ?  Egentligen lite overkill, men, men....

 

Du har ju inte plus på generatorn/motorbatteriet ansluten till något annat än plussystemet på motorn samt in på DC/DC, eller hur ?  Det räcker ju med att du håller isär plussidan för att strömmen inte skall flyta "fel".

 

Försöker lägga en enkel bild på hur det ser ut nu. Sitter i båten så kvalitén på konstverket har mer att önska.

[Lintott 1 689]

59 minuter sedan skrev Trevia:

Försöker lägga en enkel bild på hur det ser ut nu. Sitter i båten så kvalitén på konstverket har mer att önska.

Din enkla skiss var tydligare än din inledande beskrivning.

Det framgår att du har en dc/dc som har separata anslutningar till ingående o utgående minus (det är nog inte vanligaste utförandet av dc/dc-laddare).

Då behöver du inte koppla samman minus från motorn med minus till förbrukarna.

 

Som jag skrev i tidigare inlägg - det finns många sätt att strukturera ett elsystem. Ditt är lite annorlunda strukturerat men kommer att fungera väl med de funktioner du vill ha för laddning och mätning av laddningsnivå i förbrukarbatterierna.

[IngemarE 3 285]

8 minuter sedan skrev Lintott:

Då behöver du inte koppla samman minus från motorn med minus till förbrukarna.

Håller med.

 

Men så snart TS t ex vill använda sin batterimonitor till att även se spänningen på motorbatteriet (en ganska vanlig funktion) blir det problem, då det inte har samma nollreferens/minus som batterimonitorn.

 

Så ja, med det valet av DC/DC fungerar det. Men så fort man vill göra en komplettering eller minsta ändring i elsystemet gäller det att hålla tungan rätt i mun. Därför skulle jag ändå förorda en ihopkoppling av minussidan. Om inte annat så ha det i åtanke för framtiden.

[Trevia 0]

Tack bägge två 👍

[Carl_XII 26]

I dagsläget så har jag gått tillbaka till enklast möjliga system och kommit fram till detta:

Här blir LFP and startbatteriet helt separerade och generatorn laddar bara startbatteriet, som också fylls på av en liten 23W solpanel på luckgaraget (håller även batteriet vid liv under vintern). LFP batteriet i sin tur får laddning från en större 80W solpanel i aktern samt en flyttbar 50W solpanel som kopplas in vid behov (ihopvikbar solpanel som stuvas undan när den inte används).

 

[Om det senare skulle visa sig att LFP batteriet behöver mer laddning så har jag en DC-DC laddare som kan kopplas in mellan batterierna då motorn körs och generatorn laddar]

 

"Things should be as simple as possible, but no simpler..."

[Carl_XII 26]

Kostnader för denna elsystemsuppgradering:

LFP batteri Eco-Worthy 12V 100 Ah   2 840:-  (SEK)

Victron MPPT 75-10                                 786:- x2

batteriövervakare bluetooth                    255:- x2

Summa: 5082:-

 

DC-DC laddare för ev framtida uppgradering om den behövs, fast

det är ju en segelbåt så motorn körs så lite som möjligt:

Renogy DC/DC on-board charger        1 680:-